Os físicos descobriram uma nova forma de revestir robôs com materiais que lhes permitem mover-se e funcionar melhor.
A investigação foi liderada pela Universidade de Bath, no Reino Unido, e publicada na Science Advances, a 11 de março.
Os autores do estudo acreditam que a sua inovadora “matéria ativa” pode marcar um ponto de viragem na conceção de robôs, segundo a Science Daily.
Com um maior desenvolvimento do conceito, poderá ser possível determinar a forma, movimento e comportamento de um sólido macio, não pela sua elasticidade natural, mas pela atividade controlada pelo homem na sua superfície.
A superfície de um material macio encolhe sempre para dentro de uma esfera. Um bom exemplo são as contas de água, que se transformam em gotículas.
O esférico ocorre porque a superfície dos líquidos e outro material macio se contraem naturalmente na menor superfície possível — ou seja, uma esfera.
Mas a matéria ativa pode ser concebida para trabalhar contra esta tendência. Um exemplo seria uma bola de borracha envolvida numa camada de nano-robôs, onde os robôs estão programados para trabalhar em uníssono para distorcer a bola, numa nova forma pré-determinada (digamos, uma estrela).
Espera-se que a matéria ativa conduza a uma nova geração de máquinas, cuja função venha de baixo para cima.
Assim, em vez de serem governadas por um controlador central (a forma como os atuais braços robóticos são controlados nas fábricas), estas novas máquinas seriam feitas a partir de várias unidades individuais ativas, que cooperam para determinar o movimento e a função da máquina.
O funcionamento seria semelhante aos nossos próprios tecidos biológicos, tais como as fibras do músculo cardíaco.
Usando esta ideia, os cientistas poderiam conceber máquinas macias, com braços feitos de materiais flexíveis, alimentados por robôs embutidos na superfície.
Poderiam também adaptar o tamanho e a forma das cápsulas de entrega de medicamentos, cobrindo a superfície de nanopartículas num material reativo e ativo.
O trabalho sobre matéria ativa desafia o pressuposto de que o custo energético da superfície de um líquido ou sólido mole deve ser sempre positivo, porque uma certa quantidade de energia é sempre necessária para criar uma superfície.
“A matéria ativa faz-nos olhar para as regras da natureza — regras como o facto de a tensão superficial ter de ser positiva — com outros olhos. Ver o que acontece se quebrarmos estas regras, e como podemos aproveitar os resultados”, realçou Jack Binysh, autor principal do estudo.
“Este estudo é uma importante prova de conceito e tem muitas aplicações úteis. Por exemplo, a tecnologia futura poderia produzir robôs macios, que seriam mais exigentes e melhores na recolha e manipulação de materiais delicados”, acrescenta ainda o autor correspondente, Anton Souslov.
Para o estudo, os investigadores desenvolveram teoria e simulações que criaram um sólido macio 3D, cuja superfície experimenta tensões ativas.
Descobriram que estas tensões ativas expandem a superfície do material, puxando o sólido por baixo, juntamente com ele, e provocando uma mudança de forma.
Os investigadores descobriram que a forma adotada pelo sólido poderia então ser adaptada através da alteração das propriedades elásticas do material.
Na fase seguinte deste trabalho — que já começou — os investigadores aplicarão este princípio geral à conceção de robôs específicos, tais como braços macios ou materiais auto-calculáveis.
Também analisarão o comportamento coletivo — por exemplo, o que acontece quando se tem muitos sólidos ativos, todos em conjunto.
