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Primeiros robôs moleculares do mundo trabalham melhor em grupo

·2 min de leitura

Pesquisadores da Universidade de Hokkaido, no Japão, desenvolveram robôs do tamanho de moléculas, capazes de trabalhar cooperativamente em conjunto. Ao adotar a configuração de enxames, eles alcançaram uma eficiência no transporte de cargas cinco vezes maior do que bots operando sozinhos.

Segundo os cientistas, essas são as primeiras máquinas do mundo fabricadas em microescala que conseguem formar um enxame funcional — um comportamento coletivo e ordenado com vários indivíduos atuando ao mesmo tempo — para realizar tarefas mais complexas.

“Um enxame de robôs cooperativos ganha uma série de características que não são encontradas em robôs individuais — eles podem dividir uma carga de trabalho, responder a riscos variados e até criar estruturas complexas em resposta a mudanças no ambiente”, — explica o professor de robótica Akira Kakugo, autor principal do estudo.

Escala molecular

Para testar a eficiência do sistema, os pesquisadores construíram cinco milhões de máquinas moleculares individuais. Esses robôs tinham dois componentes biológicos principais: microtúbulos ligados ao DNA — que permitia a formação de enxames; e cinesina — atuadores mecânicos capazes de transportar os microtúbulos.

Esquema de transporte de carga por um enxame de robôs moleculares (Imagem: Reprodução/Hokkaido University)
Esquema de transporte de carga por um enxame de robôs moleculares (Imagem: Reprodução/Hokkaido University)

O DNA foi combinado com um composto sensível à luz chamado azobenzeno que funciona como um sensor de controle. Quando exposto à luz visível, mudanças na estrutura do azobenzeno fizeram com que o DNA criasse fitas duplas e os microtúbulos formassem os enxames.

“Como o DNA e o azobenzeno usados nos robôs moleculares e na carga a ser transportada são diferentes, a formação dos enxames pode ser controlada independentemente a polaridade do objeto. Além disso, quando utilizamos luz ultravioleta, nós conseguimos reverter o processo, separando os bots”, acrescenta Kakugo.

Trabalho em grupo

Nos testes realizados em laboratório, os robôs individuais foram capazes de carregar e transportar esferas de poliestireno com até 3 micrômetros de diâmetro. Já os enxames moleculares conseguiram transportar cargas semelhantes com aproximadamente 30 micrômetros de diâmetro.

Além disso, ao comparar a distância percorrida e o volume transportado, os pesquisadores perceberam que os enxames foram até cinco vezes mais eficientes do que as máquinas individuais para realizar a mesma tarefa, com um consumo de energia consideravelmente menor.

“Em um futuro próximo, esperamos ver enxames de microrrobôs sendo usados ​​no transporte de medicamentos dentro do corpo humano, na coleta de substâncias contaminantes, como dispositivos de geração de energia molecular ou para detectar e diagnosticar doenças”, prevê o professor Akira Kakugo.

Fonte: Canaltech

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