Menor robô autônomo do mundo criado por cientistas

Como seria um robô tão pequeno que pudesse caber na ponta de uma impressão digital e ainda funcionar de forma independente? Essa pergunta exemplifica o avanço alcançado por uma equipe das universidades da Pensilvânia e de Michigan, que desenvolveu o menor microrrobô autônomo já criado, contendo capacidade para perceber, processar informações e se mover sozinho.

Com dimensões aproximadas de 210 por 340 micrômetros e espessura de apenas 50 micrômetros, esse dispositivo representa um avanço significativo na área da robótica em escala micro.

De acordo com os pesquisadores, o robô integra em uma única plataforma funções essenciais como computação, memória, sensores, comunicação e locomoção, algo que antes demandava sistemas externos para apoio.

Autonomia em miniatura

Projetado para funcionar em fluidos, o microrrobô opera em ambientes onde forças como viscosidade e resistência do ar predominam, mais do que a gravidade ou inércia. Diferentemente de modelos anteriores, ele é capaz de executar algoritmos digitais e ajustar seu comportamento conforme os estímulos detectados ao seu redor, sem precisar de infraestrutura externa.

O maior desafio, segundo os cientistas, foi superar as limitações físicas e energéticas impostas pelo tamanho extremamente reduzido. Para isso, a equipe desenvolveu uma arquitetura eletrônica própria, menor que um grão de sal, baseada em tecnologia CMOS de 55 nanômetros e lógica digital subthreshold, mantendo um consumo energético inferior a 100 nanowatts.

Essa eficiência energética possibilitou a integração de células fotovoltaicas, sensores de temperatura, circuitos de controle, receptor óptico para programação e comunicação, além de um processador com memória. Sua forma de locomoção também é inovadora: em vez de motores ou partes móveis, o robô usa campos elétricos para induzir correntes no fluido ao redor, criando seu próprio caminho para se movimentar, conforme descrevem os pesquisadores.

O sistema de comunicação segue a mesma lógica minimalista. Dados coletados pelo robô, como alterações de temperatura, são transmitidos por meio de sequências codificadas em seus próprios movimentos, dispensando métodos convencionais de transmissão.

Os experimentos ainda revelaram que múltiplas unidades podem trabalhar em conjunto, formando padrões coletivos semelhantes aos de cardumes. Com iluminação constante fornecida por LEDs integrados às suas células solares, esses microrrobôs podem operar de forma autônoma por meses, embora a memória limitada ainda restrinja a complexidade das funções que podem realizar.

As aplicações possíveis abrangem desde a biomedicina, com manipulação de fluidos corporais, até o monitoramento de ambientes hostis ou de difícil acesso. Os pesquisadores destacam, entretanto, que a tecnologia ainda está em fase inicial e que avanços em processamento, memória e inteligência integrada serão essenciais para a transição do laboratório para usos práticos. O estudo foi divulgado na Science Robotics em dezembro.