Robótica

NanoWalker: o primeiro soldado de um exército de nano-robôs

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2001

NanoWalker  o primeiro soldado de um exército de nano-robôs

"Imagine um exército de centenas ou mesmo milhares de robôs, operando de maneira totalmente autônoma em escala atômica e executando comandos recebidos de um computador central através de um protocolo de transmissão de dados ultra-rápido." Assim começa o trabalho de divulgação do NanoWalker, um robô que será capaz de dar 4 mil passos por segundo, executar 48 milhões de operações e fazer 200.000 medições precisas em escala atômica, transmitindo e recebendo instruções a 4 Megabits.

O trabalho, em desenvolvimento no MIT ( Massachusetts Institute of Technology ), já possui protótipos capazes de andar 20 centímetros por segundo. Como cada salto dado pelos robôs atingem 50 micrometros de distância, eles dão 4.000 saltos por segundo. Mas eles não são sempre apressados. Os nanorobôs podem andar ao invés de saltar. Nesse caso o deslocamento é bem mais lento, com cada passo medindo cerca de 30 nanômetros. Mas o objetivo não é a pressa ou o passo largo. Ao contrário, quanto menor o passo, mais preciso é o deslocamento do robô e, portanto, mais precisas as medições que ele fará. Apenas para se ter idéia das dimensões consideradas; se se conseguir atingir, por exemplo, a velocidade de 4 nanômetros por segundo, o robô estará andando exatamente na velocidade do crescimento de um fio de cabelo humano.

O NanoWalker é um MEMS (Micro-Electro-Mechanical System - Micro sistema eletro-mecânico) medindo alguns décimos de milímetro. As pernas são feitas de tubos de cerâmica piezoelétrica. Ao contrário das recentes experiências com robôs autômatos, o NanoWalker está sendo projetado para executar tarefas muito precisas e altamente sofisticadas, como manipulação de DNA, por exemplo. Além disso, ele deve conter toda a parte eletrônica destinada a receber e transmitir informações por infra-vermelho, além de controlar o próprio robô. E não é uma tarefa simples. O NanoWalker tem uma estrutura de apenas 3 pernas. Quando uma perna se move, o robô se torna instável. Para não cair, a cada passo complexos algoritmos são utilizados para calcular os diversos parâmetros, como distância e velocidade do deslocamento, o ângulo de cada perna e mesmo qual perna deverá se mover a seguir. Mas a complexidade da eletrônica embarcada compensa, ao dar velocidade e precisão aos movimentos.

A cerâmica utilizada nas pernas do NanoWalker é um composto (titanato zirconato de chumbo) cuja propriedade de modificar as dimensões pela aplicação de uma corrente elétrica é bastante conhecido no mundo da robótica. Mas a velocidade de movimentação do NanoWalker realmente impressiona. Para atingí-la, os algoritmos do programa controlador do robô devem cuidar da tensão e da corrente aplicadas a cada eletrodo, além da duração dos pulsos elétricos. Cada perna possui 4 eletrodos. Atuando em pares de eletrodos, o programa pode dar ao robô total mobilidade, inclusive com mudanças repentinas de direção.





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