Robótica

Micromanipulador ajudará a construir micromáquinas e microfábricas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/03/2007

Micromanipulador ajudará a construir micromáquinas e microfábricas

Desde uma simples pinça, ou um prosaico alicate, até as mais modernas garras robóticas, cientistas e engenheiros sempre precisaram de ferramentas capazes de agarrar e segurar coisas. E não será diferente no mundo microscópico que começa a ser explorado pela nanotecnologia.

As futuras máquinas microscópicas precisarão ser montadas a partir de peças ainda menores, muitas vezes na escala de nanômetros. Ou seja, os pesquisadores precisarão de micro-pinças, micro-alicates e micro-manipuladores robóticos.

Micro-manipulador

É justamente isso que estão fazendo os pesquisadores da Universidade de Illinois, Estados Unidos: eles desenvolveram uma estação de micro-manipulação, medindo 1 centímetro quadrado. Em seu interior estão minúsculos "dedos mecânicos", capazes de agarrar, segurar e mover peças microscópicas.

No interior da minúscula estação de manipulação - muito parecida com um chip de computador e construída com as mesmas técnicas - os quatro "dedos" capturam e movem partículas com precisão, conforme os comandos enviados pelo computador.

O processo é extremamente simples e elimina as restrições de equipamentos desse tipo já produzidas - as chamadas micro-pinças - que até agora só eram capazes de agarrar e segurar, mas não de movimentar com precisão.

Microfábricas do futuro

Manipulador Robótico - Microfábrica"Nós acreditamos que esse equipamento será muito útil nas microfábricas do futuro," diz Laxman Saggere, responsável pela construção dos micromanipuladores, juntamente com Sandeep Krishnan.

A seguir, os pesquisadores querem melhorar o desenho dos dedos, ampliar seu número e aumentar a área na qual a manipulação pode ocorrer. "Nós podemos também adicionar um pouco mais de flexibilidade e reduzir o tamanho do dispositivo com um design mais eficiente," diz Saggere.

Os dedos do micromanipulador foram inspirados nos dedos humanos. Para melhorar sua precisão, os pesquisadores desenvolveram algoritmos que permitiram que os dedos flexíveis pudessem ser coordenados, agindo cooperativamente, como os dedos da nossa mão.

Atuadores piezoelétricos

Em uma próxima versão, os pesquisadores planejam utilizar atuadores piezoelétricos para refinar a sofisticação do movimento dos dedos. Eles também precisam resolver o problema de forças de adesão que são predominantes em micro-escala e que causam problemas quando os dedos têm que liberar certos tipos de material.

"Atualmente, uma das maiores limitações no desenvolvimento de máquinas em micro- escala é o processo de montagem," diz Saggere. "A montagem manual é proibitivamente cara, e a precisão exigida, o stress do operador e o cansaço visual associado com a montagem dessas partes minúsculas sob um microscópio tornam-na impraticável. Se nós queremos fazer um micro-motor, nós precisamos montá- lo com micro-engrenagens, eixos e outros componentes em micro-escala. Nós não conseguimos fazer isso hoje."

Ainda não é possível prever quantas versões serão necessárias para que o micromanipulador possa se transformar em uma microfábrica de verdade e chegar ao mercado. Mas este é provavelmente o equipamento apresentado até agora que mais se aproxima do conceito de microfábrica.

Bibliografia:

A multi-fingered micromechanism for coordinated micro/nano manipulation
Laxman Saggere, Sandeep Krishnan
Journal of Micromechanics and Microengineering
March 2007
Vol.: Vol. 17 576-585
DOI: 10.1088/0960-1317/17/3/021
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