Close-up shot of microscope with metal lens at laboratory. Image: Shutterstock/Decrypt Os pesquisadores simplesmente reduziram os robôs autônomos ao tamanho de um grão de poeira. E os robôs podem pensar – mais ou menos.
Uma equipe da Universidade da Pensilvânia e da Universidade de Michigan construiu máquinas microscópicas – 200 por 300 por 50 micrômetros, do tamanho de um grão de sal – que nadam através de líquidos, detectam mudanças de temperatura, tomam decisões por conta própria e operam durante meses seguidos. Cada um custa cerca de um centavo para ser produzido.
Esses pequenos robôs são totalmente autônomos. Sem fios, sem campos magnéticos, sem joystick externo. Apenas um minúsculo computador, sensores e um sistema de propulsão enfiados em algo quase pequeno demais para ser visto a olho nu.
“Tornamos robôs autônomos 10.000 vezes menores”, disse Marc Miskin, professor assistente da Penn Engineering. Ciência Diária. “Isso abre uma escala totalmente nova para robôs programáveis.”
A descoberta aborda um problema que tem deixado a robótica perplexa há 40 anos: como construir máquinas que operem de forma independente abaixo de um milímetro. A eletrônica continuou diminuindo, mas os robôs não o seguiram. A física nessa escala é brutal – Miskin explicou que empurrar através da água é como empurrar através de alcatrão, e pequenos braços ou pernas simplesmente quebram.
Portanto, a equipe descartou totalmente os designs convencionais. Em vez de dobrar ou flexionar membros, esses robôs geram um campo elétrico que empurra partículas carregadas no líquido circundante. Esses íons arrastam moléculas de água com eles, criando movimento.
Essa abordagem funciona porque não possui partes móveis. Os eletrodos são duráveis o suficiente para serem transferidos repetidamente entre amostras com uma micropipeta sem danos. Alimentados por luz LED, eles continuam nadando por meses.
Os minúsculos painéis solares que alimentam estes robôs produzem apenas 75 nanowatts. Para fazê-lo funcionar, Michigan projetou circuitos operando em tensões extremamente baixas, reduzindo o consumo em mais de 1.000 vezes. Eles também tiveram que repensar completamente o funcionamento do software, condensando o que normalmente exigiria muitas instruções em comandos únicos e especializados que cabem na memória microscópica.
O resultado: o primeiro robô submilimétrico com um computador completo. Processador, memória, sensores – o pacote completo. Ninguém fez isso antes nesta escala.
Esses robôs podem detectar temperaturas com precisão de um terço de grau Celsius – seis décimos de grau Fahrenheit para os amantes do sistema imperial. Eles podem se mover em direção a regiões mais quentes ou relatar valores de temperatura que servem como substitutos da atividade celular – potencialmente monitorando células individuais.
Para comunicar suas medições, os pesquisadores desenvolveram uma instrução especial que codifica os dados nas “manobras” de uma pequena dança que o robô executa. Os cientistas observam através de um microscópio e decodificam a mensagem. É como as abelhas se comunicam, disse o professor de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Michigan, David Blaauw.
Os robôs são programados por meio de pulsos de luz que também os alimentam. Cada um possui um endereço único, permitindo aos pesquisadores carregar diferentes programas em diferentes unidades. Eles podem trabalhar de forma independente ou coordenar-se em grupos, movendo-se em padrões como cardumes de peixes a velocidades de até um comprimento de corpo por segundo.
Versões futuras poderão armazenar programas mais complexos, integrar novos sensores ou operar em ambientes mais severos. O design atual é uma plataforma – seu sistema de propulsão funciona com componentes eletrônicos que podem ser fabricados em grande escala e de baixo custo.
“Este é realmente apenas o primeiro capítulo”, disse Miskin. “Mostramos que é possível colocar um cérebro, um sensor e um motor em algo quase pequeno demais para ser visto, e fazer com que ele sobreviva e funcione por meses.”
“Depois de ter essa base”, acrescentou ele, “você pode aplicar todos os tipos de inteligência e funcionalidade”.
Uma jornada semanal de IA narrada por Gen, um modelo generativo de IA.
Fontedecrypt
