Músculos artificiais movidos por som aproximam os robôs macios do mundo real

Cientistas da ETH Zurique anunciaram um avanço importante na criação de músculos artificiais que funcionam usando ondas sonoras ultrassônicas. A tecnologia parte de um material de silicone transformado em membranas extremamente finas e flexíveis, com poros microscópicos em um dos lados.

Cada um desses poros, com cerca de 100 micrômetros, abriga uma pequena bolha de ar presa no interior do material.

Quando ondas de ultrassom atingem essas bolhas, elas passam a vibrar rapidamente. Esse movimento cria microcorrentes no líquido ao redor, fazendo com que a membrana se curve, se dobre e produza movimento.

Quando as bolhas têm tamanhos semelhantes, a resposta da membrana é mais uniforme. Já variações no tamanho das bolhas fazem com que diferentes regiões reajam a frequências distintas do som, resultando em um movimento ondulante contínuo e bastante suave.

O trabalho é liderado por Daniel Ahmed, responsável pelo Laboratório de Robótica Acústica da ETH Zurique, em parceria com Zhan Shi e Zhiyuan Zhang, ex-doutorandos que também assinam o estudo publicado na revista Nature. Uma das demonstrações mais marcantes envolve um pequeno robô inspirado em uma arraia, com cerca de quatro centímetros de largura.

Equipado com dois pares de músculos artificiais que funcionam como nadadeiras, o robô consegue deslizar pela água sem fios, baterias ou qualquer fonte de energia embarcada.

Para Ahmed, o movimento ondulado desse robô é um dos pontos mais impressionantes, já que ele cria padrões na água muito parecidos com os gerados por animais reais. Outro detalhe curioso é a flexibilidade do sistema.

O robô pode ser enrolado em um formato extremamente compacto e até engolido, passando a funcionar normalmente ao chegar ao estômago.

Outros experimentos mostram o quão delicada essa tecnologia pode ser. A equipe desenvolveu um braço de preensão capaz de pegar uma larva viva de peixe-zebra dentro da água, segurá-la por alguns instantes e soltá-la sem causar qualquer dano.

Segundo Zhang, o nível de precisão e cuidado é algo difícil de acreditar. Além disso, os pesquisadores criaram um pequeno dispositivo em formato de roda, pensado para se mover por espaços estreitos, usando conjuntos de músculos artificiais para realizar curvas e ajustes.

Ele chegou a atravessar um modelo artificial de intestino de porco sem dificuldades.

Um dos aspectos mais interessantes desses músculos artificiais é a capacidade de aderir a superfícies curvas, como um modelo de coração. Depois de posicionados, eles conseguem liberar substâncias específicas.

Nos testes de laboratório, isso envolveu corantes, mas a ideia é que no futuro sejam medicamentos. Todo o processo leva apenas alguns segundos e o material pode concentrar milhares de bolhas por milímetro quadrado sem praticamente adicionar peso.

Tudo é controlado à distância, já que o ultrassom pode ser direcionado profundamente em líquidos sem a necessidade de cabos ou conexões físicas.

Em comparação com atuadores robóticos tradicionais, que dependem de bombas de ar ou sistemas elétricos, esses músculos acionados por som são muito mais delicados, biocompatíveis e, principalmente, livres de fios. Isso os torna ideais para alcançar regiões sensíveis do corpo humano.

E esse avanço é só o começo. No futuro, robôs ingeríveis baseados nessa tecnologia podem transportar medicamentos pelo sistema digestivo e liberá-los exatamente onde for necessário, tudo sem cirurgias ou procedimentos invasivos.

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