Pesquisadores da City University of Hong Kong (CityU) desenvolveram um pequeno, Robô macio com pernas semelhantes a uma lagarta, capaz de carregar cargas pesadas e adaptável a ambientes adversos. Este mini robô de entrega pode abrir caminho para avanços da tecnologia médica, como a entrega de medicamentos no corpo humano.

Ao redor do mundo, tem havido pesquisas em direção a soft milli-robôs. Mas o novo design do CityU reduz o atrito significativamente para que o robô possa se mover com eficiência dentro das superfícies dentro do corpo revestido com, ou totalmente imerso em, fluidos corporais, como sangue ou muco. Os resultados da pesquisa foram publicados em Nature Communications , intitulado "Um milirobô macio com múltiplas pernas de inspiração biológica que funciona em condições secas e úmidas".

Projeto de robô bio-inspirado

Este mili-robô tem centenas de longos, pernas pontiagudas medindo menos de 1 mm, assemelhando-se a cabelos minúsculos. A equipe de pesquisa estudou as estruturas das pernas de centenas de animais terrestres, incluindo aqueles com dois, quatro, oito ou mais pernas, e estudou em particular a relação entre o comprimento das pernas e a distância entre as pernas. "A maioria dos animais tem uma proporção entre o comprimento da perna e a distância entre as pernas de 2:1 a 1:1. Portanto, decidimos criar nosso robô usando a proporção de 1:1, "explica o Dr. Shen Yajing, Professor Assistente do Departamento de Engenharia Biomédica (BME) da CityU, quem liderou a pesquisa.

A espessura do corpo do robô mede aproximadamente 0,15 mm, com cada perna cônica medindo 0,65 mm de comprimento e a lacuna entre as pernas medindo aproximadamente 0,6 mm, fazendo com que a proporção entre comprimento da perna e folga seja em torno de 1:1. Além disso, as pernas pontudas do robô reduziram muito sua área de contato e, portanto, o atrito com a superfície. Testes de laboratório mostram que o robô de várias pernas tem 40 vezes menos atrito do que um robô sem membros em ambientes úmidos e secos.

Além do design multi-pernas, os materiais também importam. O robô é fabricado com um material de silício chamado polidimetilsiloxano (PDMS) embutido com partículas magnéticas que permitem que seja controlado remotamente por meio de força eletromagnética. "Tanto os materiais quanto o design de múltiplas pernas melhoram muito as propriedades hidrofóbicas do robô. Além disso, a peça emborrachada é macia e pode ser facilmente cortada para formar robôs de várias formas e tamanhos para diferentes aplicações, "diz o professor Wang Zuankai do Departamento de Engenharia Mecânica (MNE) da CityU, que concebeu esta ideia de pesquisa e iniciou a colaboração entre os pesquisadores.

Movendo-se com facilidade em ambientes hostis

Controlado por um manipulador magnético usado nos experimentos, o robô pode se mover tanto em um padrão de propulsão de flap quanto em um padrão de pêndulo invertido, o que significa que ele pode usar os pés da frente para bater para a frente, bem como balançar o corpo, ficando com o pé esquerdo e direito alternadamente para avançar, respectivamente.

"A superfície rugosa e a textura mutável de diferentes tecidos dentro do corpo humano tornam o transporte um desafio. Nosso robô de várias pernas mostra um desempenho impressionante em vários terrenos e, portanto, oferece amplas aplicações para a administração de drogas dentro do corpo, "diz o professor Wang.

A equipe de pesquisa provou ainda que ao navegar por um obstáculo 10 vezes maior do que o comprimento da perna, as pernas moles deformáveis ​​do robô são capazes de levantar uma extremidade de seu corpo para formar um ângulo de até 90 graus para cruzar o obstáculo facilmente. E o robô pode aumentar sua velocidade aumentando a frequência eletromagnética aplicada.

O robô também mostra uma notável capacidade de carregamento. Testes de laboratório mostraram que o robô era capaz de carregar uma carga 100 vezes mais pesada que ele, força comparável à de uma formiga - é o equivalente a um ser humano levantando um minibus de 26 lugares.

A capacidade de transporte incrivelmente forte, locomoção eficiente e boa capacidade de atravessar obstáculos tornam este mili-robô extremamente adequado para aplicações em um ambiente hostil, por exemplo, entregar um medicamento a um local designado através do sistema digestivo, ou realizando inspeção médica, "acrescenta o Dr. Shen.

Antes de realizar mais testes em animais e, eventualmente, em humanos, as equipes de pesquisa estão desenvolvendo e refinando ainda mais suas pesquisas em três aspectos:busca de um material biodegradável, estudando novas formas, e adicionar recursos extras.

"Esperamos criar um robô biodegradável nos próximos dois a três anos para que se decomponha naturalmente após sua missão de entrega de medicamentos, "diz o Dr. Shen.