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

por Kamila Jessie | 18/10/2019

Uma equipe de pesquisadores em engenharia de materiais
desenvolveu um robô macio que é 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, que foi assim chamado em
função da forma como ele se move, oscilando uma espécie de cauda, que é 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.

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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.

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 foram capazes de 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, o que move 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 fez contato com 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.

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Fonte: Science Robotics

Leia mais sobre robôs desenvolvidos com base na natureza aqui: Robô inspirado em água-viva pode ter aplicações ambientais.

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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.