Microrobôs impressos em 3D se adaptam a diversos ambientes com design modular

Os microrobôs, pequenos sistemas robóticos com menos de 1 centímetro (cm) de tamanho, poderiam realizar algumas tarefas do mundo real que não podem ser realizadas por robôs maiores. Por exemplo, poderiam ser utilizados para monitorizar espaços confinados e ambientes naturais remotos, para distribuir medicamentos ou para diagnosticar doenças ou outras condições médicas.

Pesquisadores da Universidade Nacional de Seul introduziram recentemente novos microrobôs modulares e duráveis ​​que podem se adaptar ao ambiente, navegando com eficácia em uma variedade de ambientes. Esses pequenos robôs, apresentados em um artigo publicado em Materiais Avançadospode ser fabricado usando tecnologia de impressão 3D.

“Espera-se que os microrobôs, com seu tamanho semelhante ao de um inseto, façam contribuições em campos onde os robôs convencionais têm dificuldade para operar”, disse Won Jun Song, primeiro autor do artigo, ao Tech Xplore. “No entanto, a maioria dos microrrobôs desenvolvidos até hoje são altamente especializados, adaptados para propósitos muito específicos, tornando-os difíceis de implantar em diversos ambientes e aplicações. Nosso objetivo era apresentar uma nova abordagem para a criação de microrobôs de uso geral.”

Ao desenvolver seus microrobôs, Song e seus colegas se inspiraram em drones – veículos aéreos não tripulados (UAVs) – que podem ser adaptados para uma ampla gama de aplicações (por exemplo, fotografia/videografia, entrega de pacotes, defesa, etc.). O seu objetivo era, portanto, desenvolver microrrobôs adaptativos que pudessem ser aplicados a diferentes problemas do mundo real.

“Nosso microrobô é composto por um corpo principal e três tipos de módulos”, explicou Song. “O corpo principal serve como centro onde todos os outros módulos são conectados e é responsável por controlar o movimento geral do robô. Os ​​módulos de pé permitem que o microrobô caminhe, não apenas em superfícies planas, mas também na areia e até mesmo na água. Os módulos principais permitem a interação em tempo real com robôs ou humanos próximos. Finalmente, os módulos de conexão possibilitam que vários microrobôs colaborem e operem juntos como se fossem uma única unidade.”

Para fabricar os componentes individuais de seus microrobôs, os pesquisadores usaram uma impressora 3D multimaterial personalizada que eles criaram como parte de seus estudos anteriores. Notavelmente, esta impressora 3D permitiria a produção em massa eficiente de módulos de microrobôs, permitindo aos fabricantes imprimir até oito unidades idênticas em uma única tiragem.

A abordagem de impressão 3D da equipe também facilita a adaptação de robôs para tarefas específicas, permitindo a fabricação de módulos ou componentes específicos sob demanda para ampliar suas funcionalidades. Nos testes iniciais, descobriu-se que os microrobôs criados pelos pesquisadores se movem de forma confiável em diferentes ambientes, caminhando em terrenos lisos, acidentados e granulares, mas também nadando em ambientes aquáticos.

“Muitos investigadores concentraram-se no desenvolvimento de microrrobôs otimizados para fins muito específicos, e esta abordagem contribuiu enormemente para a criação de robôs altamente eficientes e com excelente desempenho”, disse Song. “No entanto, para que os microrobôs cheguem à comercialização – semelhante à forma como os drones ou o Spot da Boston Dynamics são agora amplamente utilizados na vida diária – eles devem ser capazes de operar em uma gama mais ampla de ambientes e aplicações.”

No futuro, o design modular de microrobôs introduzido por Song e seus colegas e sua estratégia de impressão 3D poderá contribuir para a fabricação em larga escala de minúsculos sistemas robóticos adaptados para fins específicos. Enquanto isso, outros grupos de pesquisa poderiam se inspirar no artigo da equipe para desenvolver outros microrobôs personalizáveis ​​que possam operar em diferentes ambientes.

“Nosso objetivo agora é usar nossa tecnologia de impressão multimaterial recém-desenvolvida e materiais fotocuráveis ​​de alto desempenho para desenvolver outros robôs e dispositivos avançados”, acrescentou Song.

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