O futuro dos exércitos de robôs está aqui – e não é o que você pensa

Um exército de robôs salvando o mundo não é o que você imagina. Não, eles não são minúsculos humanóides capazes de artes marciais sincronizadas que impressionavam os espectadores durante as partidas. festival do ano novo chinês. E eles não ajudam você a encontrar latas de Coca-Cola embaraçosamente lentas. A besta humanóide conhecida como Optimus Este é um artigo da empresa Tesla de Elon Musk. Em vez disso, tornam-se microscópicos e consistem principalmente em algas, bactérias e outros organismos unicelulares. Os engenheiros os chamam de microrobôs biohíbridos.

Você já leu sobre pessoas engolindo comprimidos cheios de pequenos robôs para entregar remédios ou assistiu a filmes clássicos dos anos 80? espaço interior –Você já experimentou seus sonhos para o futuro. Durante anos, os pesquisadores médicos imaginaram usar máquinas minúsculas para injetar drogas em partes do corpo de difícil acesso, como os minúsculos capilares dos pulmões. Melhor ainda, estas máquinas poderiam realmente mover-se dentro dos nossos órgãos, talvez procurando e destruindo células cancerígenas uma por uma. O problema é que não é possível construir um dispositivo elétrico pequeno o suficiente para fazer isso.

É aqui que entra em cena o trabalho do engenheiro biomédico Joseph Wang. Como muitos no crescente campo da microrobótica, Wang expandiu dramaticamente a definição do que a maioria de nós chama de “robô”. Qualquer mecanismo que possa ser controlado e movido de forma semi-autônoma é um robô, muito parecido com os bots tartaruga fofos e movidos pneumaticamente que discuti em uma coluna anterior. Além disso, alguns robôs contêm tecidos vivos ou seres vivos inteiros.

Há muitas coisas que a tecnologia não consegue fazer tão bem quanto a biologia, uma das quais é o movimento de motores em ambientes microscópicos. Pequenos motores sintéticos tendem a se dissolver após alguns minutos, mas “as algas continuam nadando”, disse Wang. É por isso que ele e seus colegas estão alimentando robôs com microalgas verdes CChlamydomon reinhardti.

O laboratório de Wang na Universidade da Califórnia, em San Diego, trabalha em estreita colaboração com o grupo de pesquisa do engenheiro químico Zhang Liangfang. O que é basicamente um enxame de algas ciborgues entregando remédios?. eles começaram com C. Reinhardtieles podem nadar usando seus poderosos flagelos ou caudas. Ele também adora luz azul, por isso é relativamente fácil persuadir esse organismo unicelular iluminando a área alvo com luz azul. Wang e Zhang conseguiram até formar enxames de algas. Ao iluminar uma tela com formas recortadas com luz azul, milhares de células de algas foram reunidas para formar círculos, quadrados e até desenhos complexos.

Para dispersar os enxames, os pesquisadores usaram luz vermelha. Uma demonstração em vídeo mostra o enxame formando-se sob um microscópio no formato do continente africano e depois se espalhando novamente. Essencialmente, Wang e Zhang criaram um exército de microrrobôs que são “programados” para se moverem de maneiras específicas por meio de luz azul e vermelha.

Para transformar este enxame numa equipa médica microscópica, eles expõem as algas a nanopartículas que se fixam à membrana externa por forças eletrostáticas. O resultado é metade algas, metade sintético e todos bots. Os pesquisadores podem usar a luz azul para guiar um enxame de microrrobôs totalmente equipados em direção a uma ferida. Um dia, os médicos poderão usar técnicas de mascaramento para criar bandagens de algas com formatos personalizados e com diferentes tipos de efeitos terapêuticos.

Outras partes do corpo requerem diferentes tipos de motores de algas. Para explorar o estômago, ele e sua equipe Algas crescendo no local da mina Eu me acostumei com um ambiente ácido. Sim, as algas estão crescendo em locais de mineração tóxicos e um dia poderão vir em seu socorro nadando como tratamento para o câncer de estômago.

As luzes são apenas uma forma de programar seu bot. Os cientistas também podem Carregando nanopartículas em bactérias magnetotáticas – Organismos que viajam pelo campo magnético da Terra – e depois usam eletroímãs para guiá-los dentro do corpo do animal. Independentemente de a carga ser transportada por algas ou bactérias, ela é chamada de droga “ativa”. Os medicamentos tradicionais são chamados de “passivos” porque não podem ser programados para atingir áreas ou tipos de células específicos. A esperança para muitas destas pesquisas é que mais medicamentos sejam ativados, levando a tratamentos mais eficazes, menos efeitos colaterais e tratamentos menos invasivos.

As aplicações potenciais dos microrobôs biohíbridos não se limitam à medicina. O laboratório do Sr. Wang também. Usando algas ciborgues para descontaminação No rio ou no mar. Em vez de encher os bots com drogas, os pesquisadores os revestem com produtos químicos que podem neutralizar ou absorver toxinas. As algas se contorcem na água, coletando toxinas de forma oportunista até que tudo seja eliminado, geralmente por dias. Enquanto isso, alguns grupos de pesquisa estão testando materiais totalmente sintéticos Micro robô que limpa plástico No mar.

A fantasia de um exército de robôs não significa necessariamente que soldados humanóides conquistem o inimigo. Um futuro diferente é sempre possível. Um enxame de pequenos ciborgues de algas pode um dia viver dentro do seu corpo – por um curto período de tempo – ou mover-se em enxames pelo ambiente, descontaminando a bagunça que os humanos fizeram.