Novas classes de robôs aplicáveis à medicina

Uma nova classe de robôs deve ampliar a ampliação da tecnologia nas áreas de medicina e ambiente. São os chamados aquabots. A novidade, feita predominantemente de líquidos, foi apresentada em um documento publicado na ACS  Nano por pesquisadores da Universidade de Hong Kong (HKU) e do Lawrence Berkeley National Laboratory.

Esses robôs aquosos são produzidos usando elastômeros e podem ser flexionados com  facilidade. Usando sistemas bifásicos aquosos, os robôs são compostos de estruturas que se estendem de escala nanoscópica a microscópica. Podem adaptar sua forma para segurar e transportar objetos e ser usados ​​para foto catálise direcionada (fotoreação acelerada por catalisadores), entrega e liberação em espaços confinados e tortuosos.

“Estamos envolvidos no desenvolvimento de conjuntos de materiais interfaciais e adaptativos com base na interface óleo-água e água-água usando nano partículas e polieletrólitos. Nossa ideia foi estruturar os materiais líquidos cujas As formas são ditadas usando forças externas para gerar formatos arbitrários ou impressão 3D totalmente líquida para organizar espacialmente essas estruturas”, explicou Ho Cheung (Anderson) Shum, Thomas P. Russell e Shipei Zhu ao site TechXplore.

Possíveis aplicações para os aquabots apontados pelos pesquisadores incluem micromanipulação médica, entrega de carga direcionada, engenharia de tecidos e biomimética.

Outra classe de robôs de escala submilimétrica foi proposta por cientistas da Northwestern University. Esses minirrobôs têm formato de caranguejo e potencial para futuramente realizar cirurgias delicadas, como suturar ou limpar artérias ou ainda rastrear tumores cancerígenos. Segundo os pesquisadores, as limitações de estruturas e materiais que podem ser usados ​​em tais robôs criam desafios operacionais e de desempenho que eles estão buscando superar. Os pesquisadores também desenvolveram uma versão semelhante a minhocas, grilos e besouros.

Já cientistas da Universidade de Stanford revelaram em artigo da Nature Communications um  robô-anfíbio inspirado no formato de origamis com grande potencial para aplicações biomédicas, segundo seus criadores. De escala milimétrica é acionado magneticamente e integra recursos de locomoção multimodal para, por exemplo, direcionar medicamentos líquidos pelo organismo humano ou, integrando minicâmeras e pinças, ajudar em exames de endoscopia e biópsia.

Segundo os cientistas, os robôs existentes em formato de origamis em escala milimétrica, em geral, usam componentes geométricos separados para locomoção e execução de funções, aumentando sua complexidade. Além disso, nenhum consegue se movimentar tanto em superfícies rígidas quanto aquosas, como anfíbios, conforme costuma ser os ambientes. biomédicos. A novidade apresentada recentemente buscar superar essas barreiras.

Área em crescimento

Por falarem robôs usados em aplicações médicas, pesquisas já apontam o potencial desse mercado. Estatísticas revelam que esse setor foi avaliado em US$ 10,88 bilhões em 2021 e deve atingir US$ 44,45 bilhões até 2030, com uma taxa composta de crescimento anual de 17,1% entre 2022 e 2030.

Nanorrobôs estão se tornado viáveis com o avanço tecnológico e têm feito crescer a demanda por procedimentos médicos minimamente invasivos assistidos por robôs que garantem recuperação mais rápida e menos dolorosa. Além disso, o crescimento da população idosa e de doenças crônicas, como câncer, diabetes e artrite, estão impulsionando o crescimento do mercado de robótica médica.

Além dos procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos, o mercado de robótica médica abrange outros produtos e serviços, como sistemas de logística e manuseio, de reabilitação, de assistência, diagnóstico e imagem, de telemedicina, entre outros. Os robôs de reabilitação, por exemplo, podem ser programados usando mecanismos de inteligência artificial para ajudar na recuperação de pacientes vítimas de derrames. Já os robôs de assistência podem ter aparência mais empática e auxiliar nos cuidados de indivíduos idosos ou com algum tipo de deficiência. Já robôs trabalhando na área de manuseio pode realizar tarefas rotineiras, mas que ainda assim podem trazer riscos para humanos, como esterilizar instrumentos ou entregar suprimentos médicos em áreas potencialmente contaminadas.

Até no espaço

Em breve, robôs cirúrgicos miniaturizados chegarão ao espaço. A NASA está planejando levar seu MIRA (Miniaturized In Vivo Robotic Assistant) até a Estação Espacial Internacional (ISS) até 2024. O robô, com peso de 2 libras, testará suas habilidades no espaço, simulando dentro de um espaço do tamanho de um micro-ondas atividades realizadas durante cirurgias, como cortar tecidos. A intenção é que o minirrobô seja usado  futuramente em espaços apertados típicos de uma missão espacial.

“A plataforma MIRA foi projetada para garantir a um equipamento robótica de cirurgia assistida com o poder de um mainframe em um tamanho miniaturizado, visando tornar isso acessível em qualquer sala de cirurgia do planeta. O trabalho com a NASA a bordo da estação espacial testará como essa tecnologia poderá tornar cirurgias acessíveis até mesmo nos lugares mais distantes”, disse John Murphy, CEO da Virtual Incision, responsável pelo desenvolvimento da solução.

Não nos esqueçamos de que várias tecnologias desenvolvidas ou aplicadas pela NASA ganharam espaço (sem trocadilhos…) no nosso dia a dia não faz muito tempo. A mais conhecida é a do travesseiro de viscoelástico, mas outras fazem parte do pacote, como GPS de precisão, sensores de imagem digital,  empacotamento de alimentos, purificadores de água e até componentes dos aparelhos dentais invisíveis.