O motor-proteína para robôs

Os biólogos gostam de falar em "blocos fundamentais da vida", pequenas moléculas que estão na base do funcionamento de todos os seres vivos. Infelizmente, construir um ser vivo artificial é mais complicado do que montar peças que se encaixem umas nas outras. Mas a metáfora é válida o suficiente para permitir a construção de robôs a partir de alguns blocos fundamentais, peças básicas que podem ser usadas para construir robôs diferentes ou com funções diferentes. Melhor ainda, esses robôs reconfiguráveis poderão mudar seu próprio formato em resposta a alterações na tarefa a ser desempenhada ou no ambiente ao seu redor.

Ara Knaian e seus colegas do MIT, nos Estados Unidos, gostam tanto da metáfora biológica que batizaram seus “blocos fundamentais da robótica de “mili-moteínas”. Mili é uma referência à dimensão milimétrica de cada peça, enquanto moteína refere-se a um dispositivo motorizado inspirado em uma proteína. Assim como as proteínas se dobram para formarem novelos complexos com funções muito específicas, o minúsculo motor pode ser o precursor de uma geração de futuros equipamentos que se dobrem sobre si mesmos para assumir qualquer formato imaginável.

Para dar fundamento ao seu conceito, os pesquisadores tiveram que inventar um novo tipo de motor: um motor que fique fixo na posição esteja ele ligado ou desligado. A equipe chamou sua solução de motor eletropermanente.

Os pesquisadores tiveram que inventar um novo tipo de motor: um motor que fique fixo na posição esteja ele ligado ou desligado. [Imagem: Knaian et al.]

O motor usa um forte ímã permanente acoplado a um eletroímã - um ímã que é ligado ou desligado pela passagem de uma corrente elétrica. Os dois magnetos foram projetos de forma que seus campos magnéticos somem-se ou se cancelem o que permite que a força do ímã permanente possa ser "desligada" à vontade com o acionamento do eletroímã. "Eles não usam energia nem no estado ligado e nem no estado desligado. 

Eles usam energia apenas para mudar de um estado para o outro," explica Knaian. Desta forma, o robô pode assumir um formato e manter-se fixo nele, uma estratégia que exige um circuito de controle mais simples do que outras abordagens de robôs polimórficos já desenvolvidas - e, por decorrência, consome menos energia. O protótipo do robô, construído com apenas quatro moteínas - uma espécie de robô em cadeia - assume formatos como um periscópio, uma hélice, ou "L" ou um "U". A adição de mais módulos permitirá a execução de formatos mais complexos. "Isto nos coloca mais próximos da ideia de matéria programável, onde programas de computador e materiais juntam-se para formar qualquer tipo de matéria cujo formato e função possam ser programados, algo não muito diferente da biologia," disse o professor Hod Lipson, que já criou também sua versão de um "robô-biólogo". 

No estágio atual, a informação para a reconfiguração do robô fica contido em um computador à parte, e não no próprio módulo, embora esse seja o objetivo de longo prazo dos pesquisadores. Em última instância, um robô reconfigurável deverá ser "pequeno, barato, durável e forte. Ainda não é possível ter tudo isto junto ao mesmo tempo. Mas a biologia é a comprovação de que é possível," disse Knaian. Uma vez demonstrado o conceito, na verdade as moteínas poderão ter qualquer dimensão, desde "nanopeças" para fabricar micro ou nano-robôs, até o tamanho de um ser humano, para a criação de equipamentos industriais de grande porte.

Fonte: Site Inovação Tecnológica