Os engenheiros da UCLA desenvolveram minúsculos robôs de logística de armazém que podem ajudar a agilizar e automatizar tecnologias de diagnóstico médico e outras aplicações que movem e manipulam pequenas gotas de fluido. O estudo foi publicado em Ciência Robótica .

Os robôs são ímãs em forma de disco com cerca de 2 milímetros de diâmetro, projetado para trabalhar em conjunto para mover e manipular gotas de sangue ou outros fluidos, com precisão. Por exemplo, os robôs podem dividir uma gota grande de fluido em gotas menores que são iguais em volume para testes consistentes. Eles também podem mover as gotículas para bandejas de teste pré-carregadas para verificar se há sinais de doenças. A equipe de pesquisa chama esses robôs de "ferrobots" porque são movidos por magnetismo.

Os ferrobots podem ser programados para realizar operações fluidas massivamente paralelizadas e sequenciais em escalas de pequeno comprimento de forma colaborativa. Para controlar o movimento dos robôs, telhas eletromagnéticas no chip puxam os ferrobots ao longo dos caminhos desejados, muito parecido com o uso de ímãs para mover peças de xadrez de metal de debaixo de um tabuleiro de xadrez.

"Fomos inspirados pelo impacto transformacional dos sistemas de robôs móveis em rede na fabricação, indústrias de armazenamento e distribuição, como aqueles usados ​​para classificar e transportar pacotes de forma eficiente nos armazéns da Amazon, "disse Sam Emaminejad, professor assistente de engenharia elétrica e da computação e autor sênior correspondente do estudo. "Então, decidimos implementar o mesmo nível de automação e mobilidade em um ambiente microfluídico. Mas nosso 'chão de fábrica' é muito menor, sobre o tamanho da palma da sua mão, e nossos bens, as gotículas de fluido, têm apenas alguns décimos de milímetro. "

O "chão de fábrica" ​​é um chip do tamanho de um cartão de índice, desenhado pelos pesquisadores, com estruturas internas que ajudam a manipular as gotículas de fluido transportadas pelos robôs, conforme demonstrado neste vídeo:

"Da mesma forma que robôs móveis e de colaboração cruzada da Amazon transformaram as indústrias baseadas em logística, nossa tecnologia pode transformar várias indústrias relacionadas à biotecnologia, incluindo diagnósticos médicos, Desenvolvimento de drogas, genômica, e a síntese de produtos químicos e materiais, "disse o co-correspondente e autor sênior do estudo Dino Di Carlo, Armond e Elena Hairapetian Professor de Engenharia e Medicina da UCLA. "Esses campos têm tradicionalmente usado robôs de 'manuseio de líquidos' do tamanho de refrigeradores. Usando nossos ferrobots muito menores, temos potencial para fazer muito mais experimentos - e gerar muito mais dados - com os mesmos materiais iniciais e na mesma quantidade de tempo. "

Os pesquisadores mostraram em um de seus experimentos como uma rede automatizada de três robôs poderia trabalhar em conjunto para mover e manipular gotículas de amostras de plasma humano em um chip em busca de marcadores moleculares que indicariam a presença de câncer.

"Nós programamos quando e onde as telhas foram ligadas e desligadas para guiar ferrobots através de suas rotas designadas, "disse Wenzhuo Yu, estudante de graduação em engenharia elétrica e da computação da UCLA e co-autor do artigo. “Isso nos permite ter vários robôs trabalhando no mesmo espaço, e em um ritmo relativamente rápido para realizar as tarefas com eficiência. "

Os robôs se moviam a 10 centímetros por segundo e realizavam mais de 10, 000 movimentos cíclicos durante um período de 24 horas nos experimentos. Além do transporte, outras funções, como dispensar, fusão e filtragem de amostras de fluido foram demonstradas como ferrobots interagiram com estruturas no chip.