Um desenvolvimento recente em robótica apresenta um robô capaz de alternar entre estados sólido e líquido, uma característica que lhe permite escapar de espaços confinados onde sua forma sólida normalmente ficaria presa. Essa inovação se inspira na capacidade dos pepinos-do-mar de alterar a rigidez de seus tecidos. A capacidade do robô foi demonstrada em um vídeo onde ele escapa de uma mini cela de prisão com barras muito estreitas para sua forma sólida. Essa cena lembra um momento do filme “O Exterminador do Futuro 2”, onde um personagem, interpretado por Robert Patrick, escapa através de barras de metal ao se liquefazer.
Normalmente, robôs são projetados com corpos rígidos ou flexíveis. Robôs de corpo rígido são mais comuns e conhecidos por sua rigidez e força, enquanto robôs de corpo flexível são valorizados por sua habilidade de manobrar em espaços apertados. No entanto, robôs de corpo flexível muitas vezes enfrentam limitações em suas ações e são desafiadores de controlar.
A equipe responsável por esse avanço, liderada pelo Dr. Chengfeng Pan da Universidade Chinesa de Hong Kong, criou um robô que pode alternar entre estados sólido e líquido conforme necessário. O Dr. Pan enfatizou a funcionalidade aumentada que essa capacidade de duplo estado proporciona aos robôs.
A habilidade única deste robô é atribuída a um material que pode transitar entre estados sólido e líquido sob a influência de um campo magnético. O material, chamado de “máquina de transição de fase sólido-líquido magnetoativa”, exigiu um metal com ponto de fusão baixo. O gálio foi escolhido devido ao seu ponto de fusão de apenas 29,8 °C, significativamente mais baixo que o do mercúrio e outros metais. A equipe incorporou micropartículas magnéticas de neodímio-ferro-boro ao gálio. De acordo com o Professor Carmel Majidi da Universidade Carnegie Mellon, essas partículas têm um duplo propósito: elas respondem a um campo magnético alternado, possibilitando o aquecimento por indução que causa a mudança de fase, e também conferem mobilidade ao robô em resposta a campos magnéticos.
Materiais de mudança de fase anteriores exigiam fontes de calor externas ou correntes elétricas para transformação, tornando-os menos adequados para aplicações em áreas remotas ou de difícil acesso, como dentro do corpo humano.
A equipe de pesquisa demonstrou que seu robô poderia realizar várias tarefas. Em sua forma sólida, o robô pode saltar sobre fossos medindo 21 milímetros e escalar paredes. Em sua forma líquida, pode navegar ao redor de obstáculos subdividindo-se e depois se reunindo. Essas capacidades abrem possibilidades de aplicações nos campos médico e de engenharia.
A adaptação desta tecnologia para uso dentro do corpo humano apresenta desafios adicionais. Um metal com ponto de fusão mais alto que o do gálio é necessário para lidar com as temperaturas do corpo humano. Além disso, mudanças de fase em líquidos são mais lentas do que no ar devido à perda de calor mais rápida para o ambiente. Apesar desses desafios, a tecnologia tem potencial para aplicações médicas, como entrega direcionada de medicamentos ou remoção de objetos estranhos do estômago.
O robô, mesmo em sua forma sólida, move-se a uma velocidade relativamente lenta de 1,5 metros por segundo e tem uma alta capacidade de carga de cerca de 30 quilogramas. Essa capacidade, embora impressionante, apresenta pouco risco em termos de velocidade ou força. No entanto, o desenvolvimento dessa tecnologia levanta considerações para futuras medidas de segurança.
A criação deste robô de mudança de fase marca um avanço significativo em robótica, refletindo uma transição da ficção científica para a realidade. O conceito de um robô líquido, outrora apenas imaginável em filmes devido às limitações da tecnologia de CGI, agora foi realizado em pequena escala.
Os achados e desenvolvimentos desta pesquisa estão detalhados em um artigo publicado na revista Matter.
