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Robótica

Robôs miniaturizados fazem logística biotecnológica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/05/2020

Robôs miniaturizados fazem logística biotecnológica
Os robôs magnéticos trabalham dentro de chips microfluídicos.
[Imagem: Wenzhuo Yu et al. - 10.1126/scirobotics.aba4411]

Logística robotizada

Engenheiros desenvolveram minúsculos robôs de logística para ajudar a acelerar e automatizar tecnologias de diagnóstico médico e outras aplicações que precisam mover e manipular pequenas gotas de fluido, como os biochips.

Os robôs propriamente ditos são ímãs em forma de disco com cerca de 2 milímetros de diâmetro, projetados para trabalhar juntos para mover e manipular gotículas de sangue ou outros fluidos, com precisão.

"Nós nos inspiramos pelo impacto transformacional dos sistemas de robôs móveis em rede nos setores de manufatura, armazenamento e distribuição, como aqueles usados para classificar e transportar pacotes de maneira eficiente nos armazéns da Amazon," disse o professor Sam Emaminejad, da Universidade da Califórnia de Los Angeles. "Então, decidimos implementar o mesmo nível de automação e mobilidade em um ambiente microfluídico. Mas nosso 'chão de fábrica' é muito menor, aproximadamente do tamanho da palma da mão, e nossos produtos, as gotas de fluido, são tão pequenos quanto alguns décimos de milímetro."

Os robôs podem separar uma grande gota de fluido em gotas menores, iguais em volume, para testes consistentes. Eles também podem mover gotículas para as bandejas de teste pré-carregadas para verificar sinais de doença. A equipe chama esses robôs de "ferrobots", porque eles são movidos por magnetismo.

O "chão de fábrica" onde eles trabalham é um chip do tamanho de um cartão de crédito, projetado com estruturas internas que ajudam a manipular as gotículas de fluido transportadas pelos robôs.

Robôs miniaturizados fazem logística biotecnológica
Protótipo do sistema de "robôs em um chip".
[Imagem: Wenzhou Yu & Haisong Lin/UCLA]

Ferrobots

Os ferrobots podem ser programados para realizar operações fluídicas massivamente paralelas ou sequenciais, trabalhando de maneira colaborativa. Para controlar o movimento dos robôs, as peças eletromagnéticas no chip puxam os ferrobots pelos caminhos desejados, como quando se usa um ímã por debaixo da mesa para mover peças metálicas em cima da mesa.

Os robôs se movem a 10 centímetros por segundo e realizaram mais de 10.000 movimentos cíclicos durante um período de 24 horas nos experimentos. Além do transporte, outras funções como distribuição, fusão e filtragem de amostras de fluidos foram demonstradas, à medida que os ferrobots interagiam com as estruturas no chip.

A equipe acredita que o conceito será útil em inúmeros experimentos de biologia e química, diagnóstico médico, desenvolvimento de medicamentos e análise genética, trazendo não apenas ganhos de velocidade e precisão, mas principalmente de consistência entre os experimentos.

Bibliografia:

Artigo: A ferrobotic system for automated microfluidic logistics
Autores: Wenzhuo Yu, Haisong Lin, Yilian Wang, Xu He, Nathan Chen, Kevin Sun, Darren Lo, Brian Cheng, Christopher Yeung, Jiawei Tan, Dino Di Carlo, Sam Emaminejad
Revista: Science Robotics
Vol.: 5, Issue 39, eaba4411
DOI: 10.1126/scirobotics.aba4411





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