Cientistas Criam Robô Autônomo e Aquático que Funciona Sem Eletricidade

Cientistas do Departamento de Energia do Laboratório Nacional de Berkeley (Berkeley Lab) e da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveram o primeiro robô autônomo e aquático que pode funcionar continuamente sem eletricidade.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Chemistry.

Robôs “Caminhantes sobre a Água”

Esses robôs líquidos “caminhantes sobre a água” podem mergulhar abaixo da água para recuperar substâncias químicas valiosas antes de ressurgir para entregá-las repetidamente.

Essa é a primeira tecnologia do seu tipo a funcionar continuamente sem entrada elétrica. Ela pode ser potencialmente usada como um sistema de síntese química automatizada ou como um sistema de entrega de medicamentos para farmacêuticos.

Tom Russell é o autor sênior da pesquisa, um cientista visitante e professor de ciência e engenharia de polímeros da Universidade de Massachusetts Amherst. Ele lidera o programa de Assembleias Interfaciais Adaptáveis para Estruturar Líquidos na Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab.

“Nós quebramos uma barreira ao projetar um sistema robótico líquido que pode operar autonomamente usando a química para controlar a flutuabilidade de um objeto”, disse Russell.

De acordo com Russell, a tecnologia ajuda significativamente a avançar os “liquibots”, que são uma família de dispositivos robóticos. Anteriormente, os pesquisadores demonstraram que esses liquibots podem realizar uma tarefa de forma autônoma, mas apenas uma vez. Outros podem realizar uma tarefa continuamente, mas eles requerem eletricidade para operar.

“Nós não precisamos fornecer energia elétrica porque nossos liquibots obtêm seu poder ou ‘alimento’ quimicamente do meio ambiente ao seu redor”, disse Russell.

Executando os Experimentos

Russell e o primeiro autor Ganhua Xie realizaram uma série de experimentos na Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab. Xie é um ex-pesquisador pós-doutorado no Berkeley Lab e atualmente é professor na Universidade de Hunan, na China.

Através desses experimentos, o casal aprendeu que “alimentar” os liquibots com sal os torna mais pesados ou densos do que a solução líquida ao seu redor.

Co-investigadores Paul Ashby e Brett Helms no Molecular Foundry do Berkeley Lab realizaram experimentos adicionais que demonstraram como os liquibots transportam substâncias químicas para lá e para cá.

Os liquibots têm apenas 2 milímetros de diâmetro, e como são mais densos do que a solução, eles se agrupam no meio dela e se enchem com substâncias químicas selecionadas. Isso resulta em uma reação que gera bolhas de oxigênio, que levantam o liquibot à superfície. Outra reação ocorre que puxa os liquibots para a borda do recipiente, onde eles podem descarregar sua carga.

Esse processo ocorre repetidamente.

Os liquibots podem realizar uma variedade de tarefas simultaneamente, dependendo de sua formulação. Enquanto alguns podem detectar diferentes tipos de gás no ambiente, outros podem reagir a substâncias químicas específicas.

Além dessas aplicações, os liquibots também podem permitir sistemas robóticos autônomos e contínuos que são aplicados em descoberta de medicamentos ou aplicações de síntese de medicamentos.

A equipe agora busca ampliar a tecnologia para sistemas maiores, enquanto explora como fazê-la operar em superfícies sólidas.