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Correio Braziliense

Robô consegue se locomover sem combustível e bateria

Robô consegue se locomover usando remos e sem precisar de combustível ou fonte externa de energia, como baterias. A solução poderá ajudar no monitoramento de oceanos e navegar pelo corpo humano para combater cânceres


postado em 16/07/2018 06:00 / atualizado em 15/07/2018 23:28

(foto: Arte/CB/D.A Press)
(foto: Arte/CB/D.A Press)
Os remos são uma das formas mais antigas de propulsão. Alguns registros históricos indicam a existência deles pelo menos desde os anos 2000 antes de Cristo. A tecnologia foi usada para mover desde as gôndolas de Veneza até grandes navios. Mesmo com a idade avançada, o equipamento aparece em dispositivos inovadores, como um que está sendo desenvolvido por pesquisadores americanos e suíços.

Em um estudo publicado recentemente na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), eles apresentam um barco a remo em miniatura capaz de se locomover sozinho sem usar nenhum tipo de combustível ou fonte externa de energia, como a solar. Em vez disso, é movido quando os seus materiais se deformam em resposta ao ambiente.

Os protótipos criados foram projetados para se mover ao entrar em contato com a água quente. Segundo os criadores, versões futuras poderão nadar por longas distâncias em rios e oceanos, reagindo a fatores ambientais como a salinidade ou o pH da água e ajudando no monitoramento das águas.

“Imitando o movimento de barcos a remo, sapos ou alguns insetos, o robô se propila para a frente ao empurrar para trás os seus remos. Porém, em vez de usar um motor elétrico conectado a uma fonte de energia, ele é movido por um elemento biestável”, explica Kristina Shea, cientista do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique e uma das autoras do estudo.

Plástico

O robô é feito completamente de plástico, e cada par de remos é ativado por dois componentes: um mecanismo biestável e um pedaço curvo de um polímero que se endireita quando aquecido. Ao entrar em contato com a água quente, a tira estica e empurra o mecanismo, que muda rapidamente de posição e move as pás. “Você pode fazer uma analogia entre os componentes desse robô e os aparelhos mecânicos convencionais”, afirma Shea. “O plástico biestável substitui um motor elétrico, e a fita curva fornece a energia.”

Ao ajustar o formato dos materiais, é possível configurar o robô para realizar ações diversas. Por exemplo, uma tira mais grossa levará mais tempo para se aquecer e esticar, atrasando a resposta. “Nossa versão atual pode ser pré-programada para se mover para a frente, para trás e virar para os lados em ângulos diferentes”, conta Chiara Daraio, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). “Ela também pode ser programada para levar um objeto até um destino e depois voltar à posição inicial.” Os experimentos foram feitos com encomendas pequenas, como moedas.

Pequena escala

As aplicações não se limitam a grandes ambientes, como rios e oceanos. Segundo os criadores da solução, versões nanométricas poderiam ser usadas para levar sensores ou medicamentos a lugares específicos do corpo humano. “Recentemente, nós temos essa demanda por atuadores de pequena escala. Esses materiais são revolucionários. Você pode ter várias dessas máquinas dentro do corpo para atacar com medicamentos um tumor ou para desentupir uma artéria”, ilustra Vitor Romano, professor da Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Por enquanto, a tecnologia está em fase bastante inicial e apresenta algumas limitações. Hoje, o protótipo precisa ser reconfigurado manualmente a cada vez que os remos são ativados. Outra dificuldade é que são muito maiores as chances de o deslocamento por mudança de temperatura ocorrer em um ambiente como o oceano do que dentro do corpo humano.

“Você depende de variações grandes, o que normalmente não ocorre. Para aplicação no corpo, o robô tem que ser biocompatível, ter um tempo de resposta curto e receber estímulos externos. Você poderia, por exemplo, guiar os robôs usando campos eletromagnéticos”, sugere Romano.

Kristina Shea conta que, agora, a equipe não está focada nas aplicações nanométricas da solução. “Queremos criar um sistema que consiga reverter a sua forma com as mudanças de temperatura. Assim, o robô seria capaz de reagir às variações entre dia e noite e executar suas tarefas em um ciclo diário”, diz. “Os próximos passos envolvem também outras demonstrações para o uso desses materiais. Por exemplo, painéis solares que podem se estender quando aquecidos”, complementa Osama R. Bilal, cientista do Caltech e também integrante do grupo de criadores da solução.

* Estagiário sob supervisão da subeditora Carmen Souza


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