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

Um exército de robôs salvando o mundo não será nada como você imagina. Não, eles não eram pequenas criaturas humanóides que podiam realizar artes marciais sincronizadas como as pessoas que fascinavam o público naquela época. Celebrações de Ano Novo na China. E eles não vão te ajudar a encontrar uma lata de Coca-Cola com uma lentidão embaraçosa uma fera em forma humana conhecida como Optimus da Tesla Inc. de Elon Musk. Em vez disso, eles serão microscópicos em tamanho e feitos principalmente de algas, bactérias e outros organismos unicelulares. Os engenheiros os chamam de microrobôs biohíbridos.

Se você já leu sobre pessoas engolindo comprimidos cheios de pequenos robôs para administrar o remédio – ou assistiu a filmes clássicos dos anos 80 Espaço interno – Você já está vivenciando sonhos de futuro. Durante anos, os pesquisadores médicos imaginaram o uso de pequenas máquinas para distribuir medicamentos em partes do corpo de difícil acesso, como os minúsculos capilares dos pulmões. Surpreendentemente, esta máquina pode realmente circular dentro dos nossos órgãos, possivelmente procurando e destruindo células cancerígenas, uma por uma. O problema é que não podemos fabricar dispositivos motorizados pequenos o suficiente para fazer isso.

É aqui que entra em cena o engenheiro biomédico Joseph Wang. Como muitos no florescente campo da microrobótica, Wang expandiu dramaticamente a definição do que a maioria de nós considera um “robô”. Qualquer mecanismo que possa ser controlado e se mova de forma semi-autônoma é um robô, como o robô tartaruga com motor pneumático que descrevi em uma coluna anterior. E alguns robôs contêm tecidos vivos – ou seres vivos inteiros.

Há muitas coisas que a tecnologia não consegue fazer tão bem como a biologia – e uma delas é o movimento em ambientes muito pequenos. As minúsculas máquinas sintéticas tendem a se dissolver após alguns minutos, disse Wang, mas “as algas simplesmente nadam e nadam”. É por isso que ele e seus colegas alimentam seus robôs com microalgas verdes Cclamidona Reinhardti.

Na Universidade da Califórnia, em San Diego, o laboratório de Wang colaborou com o grupo de pesquisa do engenheiro químico Liangfang Zhang para criá-lo. que são basicamente enxames de algas ciborgues que entregam remédios. Eles começaram com C. reinhardtiique pode nadar com seu forte flagelo ou cauda. Ele também adora luz azul, por isso é relativamente fácil guiar essa criatura unicelular brilhando luz azul em sua área alvo. Wang e Zhang podem até formar grandes enxames de algas: ao brilhar luz azul através de uma tela com formas recortadas, eles induzem milhares de células de algas a formar círculos, quadrados e designs ainda mais complexos.

Para dispersar a quadrilha, os pesquisadores usaram sinais vermelhos. Numa demonstração em vídeo, eles mostram um enxame sob um microscópio formando-se na forma do continente africano e depois espalhando-se novamente. Basicamente, Wang e Zhang criaram um exército de microrobôs, que foram “programados” para se moverem de uma determinada maneira por meio de luzes azuis e vermelhas.

Para transformar estes enxames em equipas médicas microscópicas, eles expuseram as algas a nanopartículas que se ligam às suas membranas externas através de forças eletrostáticas. O resultado é meio alga, meio sintético, tudo bot. Os pesquisadores conseguiram guiar enxames de microrrobôs totalmente carregados em direção às feridas usando luz azul. Um dia, os médicos poderão usar técnicas de mascaramento para criar bandagens de algas com formatos especiais e diferentes tipos de cargas terapêuticas.

Outras partes do corpo requerem diferentes tipos de motores de algas. Para a exploração abdominal, disse Wang, ele e sua equipe tiveram que usá-lo algas crescendo em locais de mineração onde ele está acostumado com o ambiente ácido. É isso mesmo – locais de mineração tóxicos produzem algas que um dia poderão salvá-lo com medicamentos para tratar o câncer de estômago.

A luz é apenas uma forma de programar bots. Os cientistas também podem carregando nanopartículas em bactérias magnetotáticas – organismos que navegam pelo campo magnético da Terra – e depois os guiam dentro do corpo do animal usando eletroímãs. Independentemente de a carga ser proveniente de algas ou bactérias, o medicamento é denominado medicamento “ativo”. Os medicamentos tradicionais são chamados de “passivos” porque não podem ser programados para atingir regiões ou tipos de células específicos. A esperança de grande parte desta investigação é que mais medicamentos possam tornar-se activos, resultando em terapias mais eficazes, menos efeitos secundários e tratamentos menos invasivos.

A medicina também não é a única aplicação possível de enxames de microrobôs biohíbridos. O laboratório de Wang não é diferente usando algas ciborgues para descontaminação em rios e oceanos. Em vez de encher os bots com drogas, os pesquisadores os cobrem com produtos químicos que podem neutralizar ou absorver toxinas. As algas se contorcem na água, muitas vezes por dias, coletando toxinas de forma oportunista até que tudo esteja limpo. Enquanto isso, vários grupos de pesquisa estão testando modelos totalmente sintéticos micro robô para limpeza de plástico no oceano.

A fantasia de um exército de robôs não significa um exército humanóide conquistando o inimigo. Outro futuro é sempre possível. Enxames de pequenas algas ciborgues poderão um dia viver dentro do seu corpo – brevemente – ou se espalhar pelo ambiente, descontaminando a bagunça criada pela humanidade.