p Richard Feynman estava certo:há muito espaço na parte inferior, e o bip, latas de lixo pesadas da ficção científica dos anos 1950 estão gradualmente dando lugar a micro-andróides do tamanho de um grão de poeira. . . ou mesmo uma molécula. p Mas essa nova geração de robôs invisivelmente minúsculos levanta uma nova questão:como pode até mesmo a inteligência rudimentar ser comprimida em algo cuja maior parte móvel consiste em um punhado de átomos? Uma solução, diz a estudante de pós-graduação da Caltech em computação e sistemas neurais Nadine Dabby, é construir inteligência no meio ambiente.

p Na conferência TEDxCaltech de janeiro, Dabby apresentará um robô de uma molécula capaz de seguir uma trilha de migalhas de pão químicas. Um artigo em que ela foi co-autora Natureza Em maio passado, descreveu-se uma "aranha molecular" que pode ser induzida a "caminhar" por um caminho predeterminado.

p As "pernas" da aranha são feitas de pequenos segmentos de DNA, assim como as "moléculas de substrato" que compõem o caminho, cada um dos quais está ancorado em uma extremidade como uma folha de grama. A perna e o substrato podem se ligar temporariamente, mas este processo deixa o substrato um pouco menos "pegajoso" do que antes, e a próxima perna que o contata não será mantida por tanto tempo. Essa diferença sutil na viscosidade é o que produz o comportamento de caminhada do robô. Sem senso de direção, plano, ou propósito, suas pernas se agitam continuamente de forma aleatória, como aqueles do proverbial bêbado em estudos de probabilidade. Mas porque eles são mantidos com menos firmeza pelo substrato que já foi visitado, o movimento geral tende a prosseguir na direção para frente.

p O caminho do breadcrumb é colocado na superfície de uma biomolécula de automontagem, gerado por um processo chamado "origami de DNA". Desenvolvido na Caltech no laboratório de bioengenharia de Erik Winfree pelo então pós-doutorado Paul W. K. Rothemund (agora um pesquisador associado sênior), esta técnica tece uma única fita de DNA em um retângulo que preenche o espaço. Longos trechos paralelos alternando com curvas em U acentuadas criam um padrão que lembra a trilha de ida e volta de um fazendeiro arando um campo.

p Para cimentar o DNA tecido no lugar, vários fragmentos de DNA muito mais curtos são adicionados; essas "fitas básicas" se ligam em posições específicas ao longo do comprimento da molécula tecida, prender adjacentes corre juntos como zip-laços em torno de um cabo de alimentação. E esses fios básicos têm uma segunda função:atuam como âncoras para as moléculas do substrato que definem o caminho. A grade aproximada de 16 x 12 em que eles caem não é densa o suficiente para criar labirintos muito elaborados, mas permitiu que os pesquisadores configurassem alguns imediatamente, algumas curvas, e uma ou duas curvas fechadas.

p Tecnicamente, a aranha não tem oito pernas, mas quatro, e só anda sobre três deles. O quarto é usado para ligar a molécula à sua posição inicial, até que um sinal químico dos pesquisadores rompe o vínculo e manda o robô embora. (Imagine uma iguana de três pernas amarrada a um poste; a guia se encaixa, e a criatura tropeça em suas pernas de borracha.)

p E como é um nano-bot em ação? Usando marcadores fluorescentes e microscopia de força atômica, a equipe produziu com sucesso um "filme" curto e bastante granulado de uma aranha fazendo seu caminho com os pés pegajosos pelo caminho do jardim.

p Com um ritmo medido em nanômetros por minuto, o minúsculo viajante provavelmente não quebrará nenhum recorde de velocidade terrestre. No entanto, Musas Dabby, dadas algumas melhorias em sua capacidade de interpretar e alterar seu ambiente molecular, o robô pode funcionar como um computador biológico, executando algoritmos arbitrariamente complexos.

p Esse primeiro pequeno passo para baixo em uma pequena trilha de DNA pode representar um salto gigante para o tipo de bot.