Microrrobôs de impressão 3D com vários módulos de componentes dentro de um chip microfluídico

TX, 17/11/2022 

Por UO

Cientistas do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Osaka introduziram um método para fabricar microrrobôs complexos acionados por energia química usando integração in situ. Ao imprimir em 3D e montar as estruturas mecânicas e atuadores de microrrobôs dentro de um chip microfluídico, os microrobôs resultantes foram capazes de executar as funções desejadas, como mover ou agarrar. Este trabalho pode ajudar a concretizar a visão da microcirurgia realizada por robôs autônomos.

Com o avanço da tecnologia médica, cirurgias cada vez mais complicadas, antes consideradas impossíveis, tornaram-se realidade. No entanto, ainda estamos longe de um futuro prometido em que microrrobôs percorrendo o corpo de um paciente possam realizar procedimentos, como microcirurgia ou eliminação de células cancerígenas.

Embora os métodos de nanotecnologia já tenham dominado a arte de produzir estruturas minúsculas, ainda é um desafio manipular e montar essas partes constituintes em robôs funcionais complexos, especialmente ao tentar produzi-los em grande escala. Como resultado, a montagem, integração e reconfiguração de minúsculos componentes mecânicos, e especialmente atuadores móveis acionados por energia química, continua sendo um processo difícil e demorado.

Agora, uma equipe de pesquisadores, incluindo Morishima e Wang da Universidade de Osaka, Hiratsuka do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST) e Nitta da Universidade de Gifu, desenvolveram um novo método para microrrobôs de impressão 3D com vários módulos de componentes dentro do mesmo chip microfluídico. Estruturas macias de microrrobôs são produzidas por luz laser brilhante para endurecer um hidrogel biocompatível fotoinduzível, diacrilato de poli (etileno glicol).

"Recentemente, o desenvolvimento de microrrobôs passou de estruturas duras e rígidas para arquiteturas suaves e flexíveis", diz o primeiro autor Yingzhe Wang. O processo passo a passo foi simplificado e otimizado em comparação com os métodos anteriores, reunindo os diferentes módulos no local ou in situ.

A abordagem da linha de montagem das equipes permitiu que combinassem vários módulos, como articulações, garras ou músculos artificiais, em um único dispositivo. A integração bem-sucedida de diferentes funções pode ser usada para uma ampla variedade de microrrobôs com produção em massa escalável. Para este trabalho, os pesquisadores demonstraram vários tipos diferentes, incluindo uma pinça, um peixe e um braço robótico.

“Nossa integração in situ de atuadores e estruturas mecânicas melhorou a flexibilidade e a eficiência da fabricação de microrrobôs, o que pode ajudar a resolver o difícil problema atual da produção em massa”, diz o autor sênior Keisuke Morishima. Além de aplicações na área da saúde, esses robôs também podem auxiliar na fabricação de robôs ainda mais complexos, atuando como válvulas microfluídicas ou manipuladores.

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Fonte:https://techxplore.com/news/2022-11-3d-printing-microrobots-multiple-component-modules.html