A nova era dos robots flexíveis que também se podem ingerir

Já imaginou robots feitos com gelatina e que se podem ingerir? Os robots construídos com materiais elásticos e biocompatíveis anunciam uma nova geração de robots que tem aplicações médicas.

Na ficção, os robots têm aspetos muito diferentes e variados, mas costumam ter uma característica comum: são fabricados com aço ou com alguma outra liga de metal, existente ou fictícia. Já, no mundo real, a maioria dos robots também costuma ser construída com algum tipo de metal, mas os novos materiais e métodos de fabricação estão a impulsionar há algum tempo o desenvolvimento de outro tipo de robots, nos quais o uso do metal é mínimo ou inexistente.

Os robots construídos com elastómeros, com materiais flexíveis e elásticos, são capazes de rastejar, ondular e deslizar em diferentes ambientes, em alguns casos prescindindo por completo de partes rígidas. O seu desenho é inspirado en muitos casos na estrutura e motricidade de animais como os polvos, as lulas ou os vermes, por exemplo. Podem inclusivamente imitar o voo de um morcego, utilizando como asas membranas artificiais flexíveis.

Os robots elásticos herdaram algumas debilidades dos animais em que se inspiram, mas também partilham com eles algumas virtudes: por exemplo, podem danificar-se em contacto com objetos cortantes ou pontiagudos, mas, por outro lado, resistem melhor aos golpes e às quedas, não causam danos em contacto com pessoas ou objetos delicados e podem mover-se em espaços reduzidos ou contornar obstáculos complexos. O desenvolvimento de materiais flexíveis no ambiente da robótica também se aplica à fabricação de músculos artificiais para robots convencionais, combinando agilidade e resistência.

Robots de água e de ar

O hidrogel é um polímero de aspeto gomoso que é formado quase na sua totalidade por água, de modo que é quase transparente e muito flexível. Além disso, serve para fabricar robots articulados, inspirados em animais marinhos, como os octópodes e as medusas, como foi mostrado por investigadores do MIT.

Os robots construídos com hidrogel têm partes móveis e podem exercer alguma força com grande velocidade e agilidade. Por exemplo, o protótipo do MIT é capaz de capturar um peixe na água, sem lhe causar danos, graças à textura suave das articulações artificiais.

Para construir o robot com hidrogel, recorre-se ao método de impressão 3D que permite construir estruturas complexas com canalizações ocas no seu interior. Nesses canais, injeta-se depois água à pressão, proporcionando à estrutura de hidrogel movimentos que são controlados por um computador.

Para além de servir para apanhar peixes, o hidrogel é um material biocompatível, pelo que este tipo de robots poderá ter aplicações médicas, servindo como “mãos artificiais, suaves e húmidas, aptas para manipular tecidos e massajar órgãos humanos durante intervenções cirúrgicas”, explicam os investigadores do MIT, citados pelo El País.

De forma parecida, os aeroMorph são mecanismos muito simples fabricados com fibra, papel ou plástico que se movem e mudam de forma, quando se enchem de ar. Durante o processo de fabrico dos aeroMorph é determinante o tipo de articulações, em função da  forma e função que se deseja alcançar, à semelhança do que acontece com o robot de hidrogel ou plástico. A aplicação de líquido ou de ar à pressão exerce a força necessária para forçar que a estrutura se mova e mude de forma. Os aeroMorph podem realizar e automatizar tarefas por si próprios, tais como dar forma a uma embalagem e empacotar objetos ou órgãos.

No laboratório Suzumori Endo Lab, em Tóquio, as combinações de globos de gelo e de articulações pneumáticas fazem funcionar um braço artificial de 20 metros de comprimento. Este robot pesa 1,2 kg, pelo que é bastante “inofensivo”, apesar do seu tamanho, mas tem uma série de funcionalidades. Podem ser montados pequenos acessórios no seu extremo, como sensores ou câmaras de vídeo que podem empregar-se na inspeção de estruturas, condutas e instalações e também tarefas de busca e de resgate.

Robots de goma que se podem ingerir

Recentemente, investigadores da Ecole Polytechnique Fédérale, na Suíça, deram a conhecer o seu trabalho no desenvolvimento de robots muito simples, de reduzidas dimensões (entre 3 e 5 cm de comprimento), fabricados com gelatina e que se podem ingerir. Estes robots estão pensados para aplicação médica, principalmente, para realizar explorações intestinais, pequenas intervenções, levar alimentos ou libertar medicamentos em zonas muito concretas do trato intestinal.

Apesar de se considerarem robots ou mecanismos artificiais, os robots de gelatina não têm articulações sólidas, nem dependem da eletrónica para se movimentarem. Em troca, estão cheios de ar ou de líquido e utilizam reações químicas (internas ou externas, com fluídos do corpo humano) para se moverem individualmente ou se unirem, uma vez ingeridos, para formar mecanismos mais complexos, como umas pinças.

Para fazer funcionar robots no interior do corpo humano, existem baterias e eletrónica que se pode ingerir e deitar fora sem risco. Também se pode produzir eletricidade a partir da temperatura natural do corpo humano e dos ácidos do estômago, usando os sucos gástricos como eletrólito. Este tipo de robots ingeríveis está, contudo, nas suas primeiras fases de desenvolvimento, mas no futuro levarão a cabo tarefas médicas mais complexas e pequenas operações diretamente no interior do corpo humano.