TX, 21/09/2022
Por UC
Pesquisadores da Universidade de Cornell instalaram "cérebros" eletrônicos em robôs movidos a energia solar com tamanho de 100 a 250 micrômetros - menores que a cabeça de uma formiga - para que possam andar de forma autônoma sem serem controlados externamente.
Embora os pesquisadores de Cornell e outros tenham desenvolvido anteriormente máquinas microscópicas que podem rastejar, nadar, andar e dobrar-se, sempre havia "cordas" presas; para gerar movimento, fios eram usados para fornecer corrente elétrica ou feixes de laser tinham que ser focados diretamente em locais específicos nos robôs.
"Antes, tínhamos literalmente que manipular essas 'cordas' para obter qualquer tipo de resposta do robô", disse Itai Cohen, professor de física. "Mas agora que temos esses cérebros a bordo, é como tirar as cordas da marionete. É como quando Pinóquio ganha consciência."
A inovação prepara o terreno para uma nova geração de dispositivos microscópicos que podem rastrear bactérias, farejar produtos químicos, destruir poluentes, realizar microcirurgias e remover a placa das artérias.
O projeto reuniu pesquisadores dos laboratórios de Cohen, Alyosha Molnar, professor associado de engenharia elétrica e de computação; e Paul McEuen, professor de ciências físicas, todos co-autores seniores do artigo. O autor principal é o pesquisador de pós-doutorado Michael Reynolds.
O artigo da equipe, "Microscopic Robots with Onboard Digital Control", publicado em 21 de setembro na Science Robotics.
O "cérebro" nos novos robôs é um circuito de relógio complementar de metal-óxido-semicondutor (CMOS) que contém mil transistores, além de uma série de diodos, resistores e capacitores. O circuito CMOS integrado gera um sinal que produz uma série de frequências de onda quadrada defasadas que, por sua vez, definem a marcha do robô. As pernas do robô são atuadores à base de platina. Tanto o circuito quanto as pernas são alimentados por energia fotovoltaica.
"Eventualmente, a capacidade de comunicar um comando nos permitirá dar instruções ao robô, e o cérebro interno descobrirá como executá-las", disse Cohen. "Então estamos conversando com o robô. O robô pode nos dizer algo sobre seu ambiente, e então podemos reagir dizendo: 'OK, vá até lá e tente descobrir o que está acontecendo.'"
Os novos robôs são aproximadamente 10.000 vezes menores do que os robôs de macroescala que possuem componentes eletrônicos CMOS integrados e podem andar a velocidades superiores a 10 micrômetros por segundo.
O processo de fabricação que Reynolds projetou, basicamente personalizando eletrônicos construídos em fundição, resultou em uma plataforma que pode permitir que outros pesquisadores equipam robôs microscópicos com seus próprios aplicativos - de detectores químicos a "olhos" fotovoltaicos que ajudam os robôs a navegar detectando mudanças na luz .
“O que isso permite que você imagine são robôs microscópicos realmente complexos e altamente funcionais que possuem um alto grau de programabilidade, integrados não apenas a atuadores, mas também a sensores”, disse Reynolds. "Estamos entusiasmados com as aplicações na medicina - algo que pode se mover no tecido e identificar células boas e matar células ruins - e na remediação ambiental, como se você tivesse um robô que soubesse como decompor poluentes ou detectar um produto químico perigoso e se livrar dele."
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Fonte:https://techxplore.com/news/2022-09-smart-microrobots-autonomously-electronic-brains.html
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