Engenharia 360

Oscibot: robô de hidrogel que é movido à luz e capaz de nadar

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por Kamila Jessie
| 18/10/2019 | Atualizado em 30/06/2022 3 min

Oscibot: robô de hidrogel que é movido à luz e capaz de nadar

por Kamila Jessie | 18/10/2019 | Atualizado em 30/06/2022
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Uma equipe de pesquisadores em engenharia de materiais desenvolveu um robô macio movido pela luz e também atraído por ela. Tecnicamente, o robô é capaz de utilizar fontes diretas de luz para nadar, sem exigir uso de baterias. A aplicação? O time do projeto aspira usos que variam desde propulsão até a utilização de energia das correntes marítimas e também tratamentos médicos.

Nadando para a luz:

O nome dado ao robozinho é Oscibot, assim chamado em função da forma como ele se move, oscilando uma espécie de cauda, tanto movida quanto direcionada por uma fonte direta de luz. Esse tipo de movimento foi inspirado por um fenômeno da natureza chamado de fototaxia, isto é, o movimento corporal de um organismo em resposta à luz, que pode ser em direção à fonte de luz (fototaxia positiva, por exemplo como ocorre com as plantas) ou para longe dela (fototaxia negativa). É interessante apontar que o movimento por oscilação é direcionado por uma fonte de luz constante, em vez de energia luminosa que tenha sido convertida e armazenada em uma bateria.

O Oscibot foi desenvolvido por uma equipe de engenheiras e engenheiros da universidade americana UCLA. O time incluiu profissionais da engenharia mecânica e de materiais, no sentido de embutir a utilização de hidrogel no robô.

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Oscilações nas ideias e no robô:

A ideia do robô derivou de um experimento que consistiu de um cilindro longo de hidrogel flexível, com aproximadamente 2 cm, ancorado a um tanque de água. Verificou-se que, quando um feixe de luz era direcionado ao cilindro, ele se movia cerca de 66 vezes por minuto. Além disso, os pesquisadores perceberam que, movendo a fonte de luz, o cilindro se curvava para a esquerda, direita, para cima ou para baixo, em resposta. Ao alterar o comprimento e a espessura do cilindro, eles também conseguiram afetar a velocidade com que o cilindro se movia. Com base nisso, a equipe usou o mesmo hidrogel para construir um robô retangular em forma de prancha de surf com uma cauda subaquática estendida.

robô movido por oscilação de cauda motivada por luz constante
Imagem: Science Robotics

Quando a luz de um laser atinge um ponto na cauda, ​​esse ponto esquenta. O ligeiro aumento de temperatura faz com que a parte do robô ejete parte da água e encolha em volume, movendo a cauda em direção à fonte de luz. Depois que se move, a cauda cria uma sombra que resfria a seção onde o laser originalmente contactou o robô, o que faz com que a cauda desça novamente. Enquanto a luz atingir o alvo, esse processo pode ser repetido ad infinitum. Através de mais experiências, a equipe descobriu que poderia fazer a cauda bater cerca de 35 vezes por minuto. Segundo eles, isso foi suficiente para mover o robô cerca de 1,15 vezes o comprimento do corpo por minuto.

Oscibot não vai pela sombra:

Normalmente, a geração de oscilação depende de entrada de
energia intermitente, como luz pulsada ou corrente elétrica alternada. Nesse
cenário, o estudo que deu origem ao Oscibot mostrou uma nova maneira de gerar
oscilação, usando uma entrada de energia constante que é facilmente acessível a
partir do ambiente e barata de aproveitar. Esta é realmente uma demonstração
fundamental de que a luz direta e constante pode alimentar e determinar o
movimento e pode ser um passo em direção a uma variedade de projetos robóticos
que são desassociados e alimentados exclusivamente pela luz disponível ao seu
redor, em vez de depender de baterias pesadas ou cabos de energia. E a gente já
quer ver isso aplicado por aí.

Veja Também: Robô inspirado em água-viva pode ter aplicações ambientais.


Fonte: Science Robotics

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Kamila Jessie

Doutoranda e mestre em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo, é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária.

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