Primeiros robôs moleculares do mundo trabalham melhor em grupo

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.

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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.

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: Hokkaido University