Robô macio alimentado por bateria pneumática comestível e atuador

Usando ingredientes comuns de cozinha, como ácido cítrico e bicarbonato de sódio, os cientistas criaram uma bateria pneumática comestível e um sistema de válvula para alimentar robôs macios.

Robôs macios e biodegradáveis ​​são usados ​​em vários campos, como monitoramento ambiental e distribuição direcionada de medicamentos, e são projetados para desaparecer completamente após a execução de suas tarefas. No entanto, o principal problema com eles é que dependem de baterias convencionais (como o lítio), que são tóxicas e não biodegradáveis. E até agora, nenhum sistema bem-sucedido foi desenvolvido que pudesse fornecer movimentos repetidos e autossustentados usando apenas materiais comestíveis.

Em novo artigo publicado na revista Ciência Avançadapesquisadores do Laboratório de Sistemas Inteligentes de Dario Floreano na EPFL, na Suíça, descrevem como desenvolveram uma fonte de energia totalmente comestível (bateria), um sistema de válvula (controlador) e um atuador (o músculo do robô).

Como funciona o sistema

A bateria é composta por dois componentes: um contendo ácido cítrico, encontrado nos limões, e outro contendo bicarbonato de sódio em pó (bicarbonato de sódio comum). Para gerar energia, o ácido pinga no bicarbonato de sódio, fazendo-o borbulhar com segurança e liberar gás dióxido de carbono pressurizado. Esta é a clássica reação química do “vulcão” vista em muitas aulas de ciências universitárias.

“A bateria pneumática comestível descrita aqui depende da reação química do bicarbonato de sódio e do ácido cítrico, produzindo uma fonte de energia que é segura para consumo, oferece atuação rápida, é de baixo custo e tem impacto ambiental zero”, escreveram os pesquisadores em seu estudo.

O gás dióxido de carbono flui para o atuador comestível, que é feito de gelatina macia e flexível. À medida que a pressão do gás aumenta no interior, o atuador dobra. Essa flexão é o movimento do robô.

Quando a pressão fica muito alta, ela é liberada através de uma válvula, que é uma fina casca de gelatina circular com uma fenda. À medida que a pressão cai, a válvula fecha automaticamente, permitindo que a pressão da bateria aumente novamente para impulsionar o próximo ciclo de movimento rítmico. Este ciclo contínuo resulta em movimento autossustentado.

O sistema é altamente programável e escalável, permitindo que seja ajustado para missões específicas. Ajustando o tamanho da abertura através da qual o ácido escorre, os cientistas podem controlar a taxa de geração do gás. Isso, por sua vez, influencia a rapidez com que o robô se move.

Entretanto, o número de movimentos repetitivos pode ser controlado variando a resistência ao fluxo de gás entre os componentes. Além disso, a bateria pode ser fabricada em vários tamanhos e operar por apenas 20 segundos ou até 650 segundos.

Teste bem sucedido

Os pesquisadores demonstraram com sucesso sua tecnologia em um ambiente de laboratório que imitou o uso no mundo real. Eles criaram um atuador acionado pelo pé que poderia ser enterrado no subsolo e ativado quando um animal selvagem, como um javali, pisasse nele.

O robô então se moveria repetidamente (imitando uma presa viva), atraindo o animal selvagem para se aproximar. Ao comer o robô, ele também consumirá sua carga de nutrientes ou vacinas. Nenhum resíduo tóxico seria deixado para trás.

© 2025 Science X Network