Novos materiais tornam funcional nanorrobô de origami

O origami, a tradicional técnica japonesa de dobradura de papel, deixou de ser apenas uma curiosa forma de expressão artística para se tornar uma das mais promissoras fronteiras da robótica. Pesquisadores estão estudando as dobraduras para criar máquinas com múltiplas funções, principalmente para aplicação em ambientes pequenos. Elas podem ser inseridas em tubos nanométricos em partes, e, ao chegar ao local onde devem executar uma tarefa, conseguem montar-se a si mesmas e executá-la, para depois voltar a ser automaticamente desfeitas. Além de aplicações em sistemas tecnológicos, essas capacidades únicas abrem caminhos para sua utilização em futuros tratamentos de saúde. Os cientistas imaginam que, com seu desenvolvimento, será possível programar  robôs para levar drogas para locais específicos. Isso traria, por exemplo, a possibilidade de direcionar uma potente droga quimioterápica especificamente para um tumor, sem que ela atinja células saudáveis do corpo, tornando o tratamento muito mais eficiente e com menos efeitos colaterais.

A principal fronteira de pesquisa a respeito dos robôs dobráveis está no desenvolvimento dos materiais, que devem ser leves e flexíveis, mas, ao mesmo tempo, apresentar a resistência adequada quando solicitados a realizar alguma tarefa. Além disso, para a produção de nanoequipamentos mais sofisticados, o desafio é acoplar mecanismos ou circuitos de comunicação sem que os equipamentos percam flexibilidade. A ideia, portanto, é encontrar materiais que sejam mais adequados que os polímeros plásticos ou a celulose com os quais se faz hoje os robôs experimentais.

Um passo importante nessa direção foi relatado no dia 28 de agosto pelo periódico Science Robotics, por uma equipe multidisciplinar dos Estados Unidos e de Cingapura. Os pesquisadores desenvolveram um equipamento que usa óxido de grafeno associado a uma tintura de platina, moldado por uma impressora 3D. Conseguiram assim produzir backbones metálicos reconfiguráveis, compatíveis e multifuncionais. Os novos robôs são mais deformáveis, resistentes ao fogo e eficientes em termos de energia do que aqueles construídos com qualquer outro material conhecido. “As possibilidades de uso de grafeno mais uma vez estão sendo comprovadas”, diz o especialista em tecnologia disruptivas Arie Halpern, “e, nesse caso, relacionados a uma técnica artística muito tradicional, uma criação da inteligência coletiva que serve de inspiração para um salto ao futuro”, completa.

Sapos, flores, dinossauros, aviões

Os cientistas criaram estruturas complexas de origami metálico, como favos de mel hexagonais, sapos, flores, dinossauros, aviões e foles, e, a partir disso, compararam cinco categorias de recursos robóticos para demonstrar vantagens técnicas do uso de backbones metálicos de platina habilitados para óxido de grafeno:  densidade da estrutura; rigidez mecânica; eficiência energética; recursos de detecção de deformação;  recursos de comunicação sem fio. Em todas elas, o material se mostrou muito superior a qualquer outro anteriormente desenvolvido com a mesma finalidade. A equipe de pesquisa viabilizou ainda mais duas unidades para a comunicação sem fio, onde um robô emissor entregou instruções de navegação a um robô receptor para contornar com êxito um obstáculo projetado,  seguindo um caminho guiado.