Cientistas usam técnica do origami para criar robô que navega pelo corpo humano

Pesquisadores das universidades de Stanford e Ohio State, ambas nos EUA, desenvolveram um robô macio inspirado em um origami, que pode ser utilizado para armazenar e levar medicamentos dentro do corpo humano de uma forma muito mais eficiente e menos invasiva.

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Segundo os cientistas, o rastreador robótico é acionado magneticamente para auxiliar sua movimentação e orientação dentro do organismo. Essas características dão ao bot uma estrutura maleável, permitindo que ele se adapte facilmente a locais apertados e de difícil acesso.

“Para criar o robô, nós usamos um conjunto Kresling — tipo específico de origami bioinspirado que gera contração axial sob torque ou força de compressão — contendo quatro unidades. Essa configuração é ideal para operação em ambientes limitados, incluindo exploração espacial, inspeção de tubos e endoscopia gastrointestinal”, explica o professor de engenharia mecânica Qiji Ze.

Acionamento magnético

Para fornecer uma distribuição equivalente de torque e atingir os níveis desejados de contração no robô, os pesquisadores recorreram a um sistema de acionamento magnético. Segundo eles, essa solução proporciona respostas mais rápidas sem restrições de manipulação em espaços confinados.

Cada robô possui quatro placas imantadas feitas de silicone e partículas metálicas duras, usadas para ajustar a densidade da magnetização conforme a necessidade de operação. Com isso, é possível economizar energia e aumentar a autonomia do bot, dependendo da aplicação para a qual ele foi projetado.

“Usando esse sistema, podemos integrar minicâmeras, fórceps e cápsulas para medicamentos aos robôs, aumentando a eficiência e a precisão dos movimentos sem ter que abrir um paciente para levar remédios até um ponto específico do corpo, ou para o diagnóstico de doenças”, acrescenta Ze.

Bioinspiração

Os pesquisadores se inspiraram no movimento de contração e relaxamento das minhocas para desenvolver o sistema de locomoção do robô. Com base na técnica de dobradura usada para fazer origamis, eles também conseguiram aperfeiçoar a forma como o bot rasteja, sem aumentar o seu gasto energético.

A unidade projetada pelos cientistas possui uma estrutura monoestável que proporciona uma deformação suave e contínua, além de uma recuperação automática capaz de retornar ao estado inicial sem precisar esticar ou relaxar o dispositivo após a liberação da carga aplicada.

“Com esses estudo, mostramos que é possível fabricar robôs biomédicos autônomos inspirados em minhocas que, no futuro, poderão ser usados no tratamento de doenças ou para diagnosticar problemas dentro do organismo, levando medicamentos até o local de origem da patologia”, prevê o professor Qiji Ze.

Fonte: Science Advances