Roba´s magnanãticos macios são sistemas que podem mudar de forma ou realizar diferentes ações quando um campo magnético éaplicado a eles. Esses robôs tem inaºmeras caracteri­sticas vantajosas, incluindo uma unidade sem fio, alta flexibilidade e durabilidade infinita.

No futuro, robôs macios magnanãticos em microescala podem ser implementados em uma variedade de configurações; por exemplo, ajudar humanos a monitorar o meio ambiente ou a realizar procedimentos biomédicos remotamente. A maioria dos sistemas desenvolvidos atéagora, entretanto, são pode completar tarefas simples e assumir um número limitado de formas.

Pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram recentemente uma nova técnica para criar robôs macios magnanãticos programa¡veis ​​com forma. Esta técnica, descrita em um artigo pré-publicado no arXiv e apresentado na conferaªncia CCIR2021, permitiu que eles criassem um novo roba´ baseado em pixels magnanãticos que podem mudar de forma e realizar uma variedade de ações ou tarefas.

"Quer sejam baseados em materiais magnanãticos macios ou duros, o processo de magnetização da maioria dos robôs macios éacoplado ao seu processo de fabricação ", disse Ran Zhao, um dos pesquisadores que realizou o estudo. "Em outras palavras, os robôs não podem realizar a reconfiguração de funções por meio de programas como os robôs tradicionais com unidades de controle. Isso significa que os robôs macios magnanãticos tem um longo caminho a percorrer antes de poderem ser aplicados em configurações do mundo real."

A nova abordagem introduzida por Zhao e seus colegas permite a criação de robôs macios magnanãticos que podem ser programados repetidamente. O princa­pio fundamental por trás dessa abordagem éenvolver aspartículas magnanãticas usadas para fabricar os robôs em materiais de transição de fase.

"Ao alterar a temperatura, podemos 'escrever' e 'apagar' perfis de magnetização repetidamente, conforme necessa¡rio", explicou Zhao. "Usando nossa abordagem, fabricamos um roba´ magnético macio reprograma¡vel. Ao alterar o perfil de magnetização no elasta´mero, o roba´ pode produzir diferentes ações de resposta."

O roba´ criado por Zhao e seus colegas écomposto por pixels magnanãticos,partículas contendo um metal la­quido e um a­ma£ de neoda­mio (NdFeB), além de uma matriz ela¡stica feita de sila­cio. Os pesquisadores magnetizaram cada um dos pixels magnanãticos individualmente, usando um processo conhecido como aquecimento assistido por laser.

"As ações e funções de resposta de nosso roba´ flexa­vel podem ser reconfiguradas por programação", disse Zhao. "Podemos usar um aºnico pixel ou vários pixels como um perfil de magnetização independente; portanto, a escala do nosso roba´ pode abranger uma grande variedade. Ao adicionar dobradia§as de flexa£o entre os pixels magnanãticos, fazemos com que o roba´ macio tenha uma função de endurecimento única."

O roba´ criado pelos pesquisadores pode manter uma forma fixa, simplesmente mudando para o modo de 'corpo ra­gido'. Além disso, sua magnetização e rigidez podem ser facilmente programadas.

"A técnica que criamos permite que nosso roba´ macio magnético reconfigure suas funções e alterne livremente entre a forma flexa­vel e a ra­gida, de modo a atender a s necessidades de diferentes tarefas", disse Zhao. O roba´ magnético macio tem uma certa 'inteligaªncia, "portanto, a gama de tarefas que pode executar foi bastante aumentada."

No futuro, a técnica de codificação magnanãtica podera¡ ser usada para criar robôs magnanãticos suaves. Zhao e seus colegas já demonstraram seu potencial usando-o para criar vários robôs macios magnanãticos baseados em uma estrutura de origami.

Seu trabalho destaca a viabilidade da fabricação de robôs magnanãticos, reutiliza¡veis ​​e macios em grande escala. Esses robôs podem ser particularmente aºteis para aplicações de monitoramento ambiental, transporte de drogas e amostragem in vivo.

"Como uma próxima etapa, vamos reduzir ainda mais o tamanho do roba´ e tentar projetar uma estrutura 3D", acrescentou Zhao. "Acreditamos que o desenvolvimento da tecnologia universal ajudara¡ a tornar o micro roba´ magnético macio de laboratório para aplicação comercial o mais rápido possí­vel."