Microrrobôs baratos, capazes de sondar e manipular células e tecidos individuais para pesquisas biológicas e aplicações médicas, estão mais próximos da realidade com o projeto de um sistema que detecta as forças diminutas exercidas por uma minúscula sonda de robô.

Microrrobôs pequenos o suficiente para interagir com as células já existem. Contudo, não é fácil, maneira barata de medir as pequenas forças aplicadas às células pelos robôs. Medir essas microforças é essencial para controlar com precisão os bots e usá-los para estudar as células.

"O que é necessário é uma ferramenta útil que os biólogos possam usar todos os dias e de baixo custo, "disse David Cappelleri, professor assistente de engenharia mecânica na Purdue University.

Agora, os pesquisadores projetaram e construíram um "efetor final de microssensor de força baseado em visão, "que é anexado aos microrrobôs como uma pequena tromba. Uma câmera é usada para medir o deslocamento da sonda enquanto ela empurra as células, permitindo um cálculo simples que revela a força aplicada.

A abordagem poderia tornar possível medir facilmente os "micronewtons" de força aplicada no nível celular. Essa ferramenta é necessária para estudar melhor as células e entender como elas interagem com as microforças. As forças podem ser usadas para transformar células em linhas celulares específicas, incluindo células-tronco para pesquisas e aplicações médicas. A medição das microfórças também pode ser usada para estudar como as células respondem a certos medicamentos e para diagnosticar doenças.

"Você quer um dispositivo de baixo custo, que pode medir forças de nível de micronewton e que pode ser facilmente integrado em bancos de teste experimentais padrão, "Disse Cappelleri.

Microrrobôs usados ​​em pesquisas são controlados com campos magnéticos para guiá-los até a posição.

"Mas este é o primeiro com um efetor final verdadeiramente funcional para medir microforças, " ele disse.

Os métodos atuais para medir as forças aplicadas por microrrobôs são impraticáveis ​​e caros, exigindo um microscópio de força atômica ou sensores pesados ​​com projetos complexos que são difíceis de fabricar. O novo sistema registra o deslocamento da sonda com uma câmera conforme ela empurra uma célula ou tecido. Os pesquisadores já conhecem a rigidez da sonda. Quando combinado com deslocamento, um cálculo simples revela a força aplicada.

As descobertas foram detalhadas em um artigo de pesquisa apresentado durante a Conferência Internacional sobre Robôs e Sistemas Inteligentes em setembro. O artigo foi escrito pelo pesquisador associado Wuming Jing e Cappelleri.

O novo sistema combinado com o microrrobô tem cerca de 700 mícrons quadrados, e os pesquisadores estão trabalhando para criar versões com cerca de 500 mícrons quadrados. Para colocar essa escala em perspectiva, a mini-máquina tem cerca de metade do tamanho do "E" em "One Cent" em um centavo dos EUA.

"No momento, estamos trabalhando para reduzi-lo, " ele disse.

Pesquisas futuras também podem se concentrar na automação dos microrrobôs.