Engenheiros Desenvolvem o Robô Caminhante Controlado Remotamente Mais Pequeno Já Criado

Uma equipe de engenheiros da Northwestern University desenvolveu o robô caminhante controlado remotamente mais pequeno já criado, que tem a forma de um pequeno caranguejo.

Os robôs caranguejo são apenas meio milímetro de largura, o que os torna menores do que uma pulga. Eles podem se curvar, torcer, caminhar, rastejar, girar e pular. Além do caranguejo pequeno, 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 levar mais perto de alcançar robôs de tamanho micro que possam operar em espaços confinados.

A pesquisa foi publicada na revista Science Robotics.

John A. Rogers liderou o trabalho experimental. Ele é o professor Louis Simpson e Kimberly Querrey de Ciência de Materiais e Engenharia, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurológica da Escola de Engenharia McCormick e da Faculdade de Medicina Feinberg. Ele também é o diretor do Instituto Querrey Simpson de Bioeletrônica (QSIB).

“Robótica é um campo de pesquisa emocionante, e o desenvolvimento de robôs de tamanho micro é um tópico divertido para exploração acadêmica”, disse Rogers. “Você pode imaginar micro-robôs como agentes para reparar ou montar estruturas ou máquinas pequenas na indústria ou como assistentes cirúrgicos para limpar artérias entupidas, parar sangramentos internos ou eliminar tumores cancerígenos – tudo em procedimentos minimamente invasivos.”

Yonggang Huang liderou o trabalho teórico. Ele é o professor Jan e Marcia Achenback de Engenharia Mecânica e Engenharia Civil e Ambiental da McCormick e um membro-chave do QSIB.

“Nossa tecnologia permite uma variedade de modalidades de movimento controlado e pode caminhar 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 Pequeno

O caranguejo não precisa confiar em hardware complexo, hidráulica ou eletricidade como muitos outros robôs. Ele obtém sua energia da resiliência elástica do seu corpo. Os pesquisadores construíram o robô usando um material de liga de memória de forma que se transforma em uma “forma lembrada” quando aquecido. Para aquecer rapidamente o robô, a equipe usou um feixe de laser varredado e direcionou diferentes locais ao longo do corpo do robô. Uma vez que esfria, um revestimento fino de vidro elasticamente retorna a parte correspondente da estrutura para sua forma deformada.

Ao mudar de uma fase para outra, o robô pode criar locomoção. Ao direcionar o laser em diferentes direções, a equipe pode controlar para onde o robô caminha. Para se mover da esquerda para a direita, a equipe só precisa varrer da direita para a esquerda.

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

Para alcançar um estado tão pequeno para o robô, a equipe primeiro fabricou precursores das estruturas do caranguejo caminhante em geometrias planas. Eles então uniram os precursores a um substrato de borracha ligeiramente esticado. Ao relaxar o substrato, um processo de deformação controlado ocorre e causa o caranguejo a “pular” em formas tridimensionais definidas.

“Com essas técnicas de montagem e conceitos de materiais, podemos construir robôs caminhantes com quase qualquer tamanho ou forma tridimensional”, disse Rogers. “Mas os estudantes se sentiram inspirados e divertidos pelos movimentos de rastejamento lateral de caranguejos pequenos. Foi um capricho criativo.”