Materiais inertes aprendem a mudar de forma e se movimentam

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/04/2026

Esses materiais artificiais podem aprender a assumir qualquer forma. Neste caso, eles aprenderam a formar as letras que formam a palavra aprender: learn (inglês) e leren (holandês).
[Imagem: Yao Du et al. - 10.1038/s41567-026-03226-2]

Matéria viva

A chamada matéria ativa é promissora para várias aplicações, desde administração de medicamentos e materiais autocurativos até robótica de enxame.

São materiais sintéticos, ou artificiais, ou ainda metamateriais, "semelhantes à vida", capazes de apresentar comportamentos que a matéria inerte não costuma apresentar.

A última novidade na área são metamateriais que não apenas aprendem a mudar de forma, como também podem adaptar autonomamente sua estratégia de mudança de forma, executar ações reflexas e até se movimentar como os sistemas vivos.

Os materiais inertes comuns, com os quais convivemos todos os dias, têm respostas fixas e predeterminadas quando submetidos a uma força; os robôs, por sua vez, possuem comportamentos pré-programados; já os materiais vivos podem se adaptar extremamente bem a condições variáveis. A ideia da matéria viva é criar algo híbrido, criando materiais inertes que aprendem e se adaptam sem um cérebro central, seja um cérebro biológico ou um cérebro eletrônico.

"A observação mais empolgante da nossa pesquisa foi que o aprendizado confere aos nossos metamateriais a capacidade de evoluir - uma vez que o sistema começa a aprender, as possibilidades de onde ele pode chegar parecem quase ilimitadas," disse Yao Du, da Universidade de Amsterdã, nos Países Baixos.

Esquema das unidades básicas e funcionamento da estrutura montada.
[Imagem: Yao Du et al. - 10.1038/s41567-026-03226-2]

Aprendizado material

Os metamateriais criados pela equipe lembram colares, formados por pequenas esferas, mas seu comportamento é mais parecidos com o dos vermes.

Esses seres artificiais consistem em cadeias de unidades motorizadas idênticas, interligadas por uma estrutura elástica. Cada unidade possui um microcontrolador que mede o quanto ela é girada, memoriza seus movimentos anteriores e troca informações com as unidades vizinhas. Em resposta a essas informações, cada unidade pode exercer um torque (uma força de rotação), o que altera a rigidez e a posição preferencial de cada uma, permitindo que o material aprenda a assumir uma nova forma.

Esses colares vivos, ou vermes sintéticos, aprendem progressivamente a mudar de forma por meio de um treinamento com exemplos. Eles também podem esquecer formas antigas e aprender novas, ou aprender e memorizar múltiplas formas simultaneamente e alternar entre elas. Isso lhes permite realizar tarefas avançadas, como agarrar um objeto ou se movimentar.

"Em trabalhos futuros, pretendemos alcançar o aprendizado de comportamentos dependentes do tempo, em vez de mudanças para uma forma estática, por exemplo permitindo que metamateriais aprendam diferentes padrões de locomoção, como rastejar ou rolar, dependendo dos estímulos ambientais. Também planejamos investigar os chamados cenários estocásticos, onde o aprendizado ocorre com ruído e incerteza. Nesses casos, o sistema se adaptaria probabilisticamente, em vez de deterministicamente, melhorando a robustez e a flexibilidade em ambientes complexos," concluiu Du.

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