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Microrrobôs biológicos usam músculos de ratos para se movimentar

Pesquisadores das universidades Northwestern e Illinois Urbana-Champaign, ambas nos Estados Unidos, desenvolveram robôs biohíbridos que conseguem se locomover com facilidade, utilizando partes mecânicas e músculos de ratos criados em laboratório.

Segundo os cientistas envolvidos no projeto, esses pequenos robôs biológicos são alimentados por tecidos musculares de camundongos, cultivados em um esqueleto leve e funcional feito à base de um polímero plástico macio, fabricado em uma impressora 3D convencional.

“A integração da microeletrônica permite a fusão do mundo biológico e do mundo da eletrônica, ambos com muitas vantagens próprias, para produzir biorrobôs e máquinas que podem ser úteis para muitas aplicações médicas, ambientais e de detecção no futuro”, explica o o professor de bioengenharia Rashid Bashir, coautor do estudo.

Robôs biohíbridos

Os robôs biohíbridos funcionam a partir da junção de partes artificiais e vivas, abrangendo desde insetos projetados com partes ciborgues até microrganismos controlados remotamente ou veículos mecânicos movidos por meio de tecidos musculares.

Robôs biológicos podem ser controlados à distância (Imagem: Reprodução/Universidade de Illinois)
Robôs biológicos podem ser controlados à distância (Imagem: Reprodução/Universidade de Illinois)

Esses novos bots biológicos combinam três componentes principais em um mesmo dispositivo: células musculares de camundongos, estruturas macias impressas em 3D — chamadas de andaimes — e chips de controle de LED sem fio. Esses chips usam luz para estimular o tecido orgânico e, à medida que os músculos se contraem, o sistema faz o robô se mover na direção desejada.

“Utilizando essa abordagem simples, nós conseguimos atingir velocidades de até 0,83 milímetro por segundo. Isso não é exatamente um carro de corrida, mas é a velocidade mais rápida já alcançada até agora por um robô biohíbrido”, acrescenta o engenheiro mecânico Mattia Gazzola, coautor do projeto.

Liberdade de movimentos

Para dar aos biobots a capacidade de se movimentarem livremente pelo ambiente, os pesquisadores decidiram eliminar baterias volumosas e fios de amarração. Os robôs usam uma bobina receptora para colher energia e fornecer uma tensão de saída regulada para alimentar os LEDs de controle.

Imagem mostra o lapso de tempo do robô “caminhando” entre barreiras (Imagem: Reprodução/Universidade de Illinois)
Imagem mostra o lapso de tempo do robô “caminhando” entre barreiras (Imagem: Reprodução/Universidade de Illinois)

Utilizando essa mobilidade e uma base biológica, esses robôs podem, por exemplo, empregar células vivas para sentir ou reagir naturalmente a certos estímulos, como luz, calor ou produtos químicos, sem precisar serem programados, permitindo a detecção de toxinas no ambiente ou atuando como biomarcadores de doenças.

“Ao desenvolver o primeiro robô bioeletrônico híbrido, estamos abrindo a porta para um novo paradigma de aplicações para inovação em saúde, como biópsias e análises in-situ, cirurgias minimamente invasivas ou até mesmo a detecção de tumores no corpo humano”, encerra o professor de engenharia biomédica Zhengwei Li, autor principal do estudo.

Fonte: Canaltech

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