Engenheiros desenvolvem o menor robô ambulante controlado remotamente

Uma equipe de engenheiros da Northwestern University desenvolveu o menor robô ambulante com controle remoto, que tem a forma de um pequeno caranguejo. 

Os minúsculos robôs caranguejos têm apenas meio milímetro de largura, tornando-os menores que uma pulga. Eles podem dobrar, torcer, andar, engatinhar, virar e pular. Além do minúsculo caranguejo, os pesquisadores também desenvolveram robôs de tamanho milimétrico que se assemelham a grilos, besouros e lagartas. 

Alcançando robôs de tamanho micro

De acordo com a equipe, esses novos tipos de robôs podem nos aproximar de robôs de tamanho micro que podem operar em espaços confinados.

A pesquisa foi publicada na revista Robótica ciência.

John A. Rogers liderou o trabalho experimental. Ele é o Louis Simpson e Kimberly Querrey Professor de Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurológica na Northwestern's McCormick School of Engineering e Feinberg School of Medicine. Ele também é o diretor do Instituto Querrey Simpson de Bioeletrônica (QSIB). 

“A robótica é um campo de pesquisa empolgante, e o desenvolvimento de robôs em microescala é um tópico divertido para exploração acadêmica”, disse Rogers. “Você pode imaginar os micro-robôs como agentes para reparar ou montar pequenas estruturas ou máquinas na indústria ou como assistentes cirúrgicos para limpar artérias obstruídas, parar hemorragias internas ou eliminar tumores cancerígenos – tudo em procedimentos minimamente invasivos.”

Yonggang Huang conduziu o trabalho teórico. Ele é o professor Jan e Marcia Achenback de Engenharia Mecânica e Engenharia Civil e Ambiental na McCormick e um membro importante do QSIB.

“Nossa tecnologia permite uma variedade de modalidades de movimento controlado e pode andar com uma velocidade média de metade do comprimento do corpo por segundo”, disse Huang. “Isso é muito desafiador de alcançar em escalas tão pequenas para robôs terrestres.”

Construindo o Caranguejo Minúsculo

O caranguejo não precisa depender de hardware complexo, hidráulica ou eletricidade como muitos outros robôs. Ele extrai seu poder da resiliência elástica de seu corpo. Os pesquisadores construíram o robô usando um material de liga com memória de forma que se transforma em uma forma “lembrada” quando aquecido. Para aquecer rapidamente o robô, a equipe usou um feixe de laser digitalizado e mirou em diferentes locais do corpo do robô. Uma vez que esfria, uma fina camada de vidro retorna elasticamente a parte correspondente da estrutura à sua forma deformada. 

Ao mudar de uma fase para outra, o robô pode criar locomoção. Ao apontar o laser em diferentes direções, a equipe pode controlar por onde o robô anda. Para mover da esquerda para a direita, a equipe só precisa digitalizar da direita para a esquerda. 

“Como essas estruturas são muito pequenas, a taxa de resfriamento é muito rápida”, explicou Rogers. “Na verdade, reduzir o tamanho desses robôs permite que eles funcionem mais rápido.”

Para alcançar um estado tão minúsculo para o robô, a equipe primeiro fabricou precursores para as estruturas do caranguejo ambulante em geometrias planas e planas. Eles então ligaram os precursores em um substrato de borracha ligeiramente esticado. Ao relaxar o substrato, um processo de flambagem controlado acontece e faz com que o caranguejo “surja” em formas tridimensionais definidas. 

“Com essas técnicas de montagem e conceitos de materiais, podemos construir robôs ambulantes com quase qualquer tamanho ou formato 3D”, disse Rogers. “Mas os alunos se sentiram inspirados e divertidos com os movimentos laterais rastejantes de pequenos caranguejos. Foi um capricho criativo.”