Protótipo para um novo nanita


PROJETO DE NANITA

A nave Curiosity (“curiosidade”, em português) da NASA, conhecida oficialmente por Laboratório Científico de Marte, chegou ao planeta no último domingo, 5, no qual vai passar dois anos procurando sinais que indiquem que Marte já abrigou um dia ingredientes para a existência da vida.

O projeto custou US$ 2,5 bilhões (cerca de R$ 5 bilhões), e exigiu um sistema muito complicado de pouso no planeta (os “sete minutos de terror”) por conta de seu tamanho e peso – Curiosity é mais de duas vezes maior e cinco vezes mais pesado que outras naves da NASA, como Spirit e Opportunity.

Pesando 899 kg e carregando mais 80 kg de instrumentos científicos, a sonda precisava ser do tamanho de um carro SUV.

Esse tamanho todo, além de causar tensão no pouso (no qual um errinho qualquer pode comprometer toda a missão), também exige muito combustível, o que torna a nave muito cara.

Sendo assim, cientistas estão trabalhando com “nanorobôs” para substituir as sondas atuais, pois necessitariam de menos recursos, seriam muito menores (cerca de um bilionésimo do tamanho de Curiosity), e poderiam tornar missões futuras mais práticas e frequentes.

“Como areia no vento”

Os primeiros nanorobôs imaginados pelos pesquisadores seriam como “grãos de areia inteligentes”: uma nave “despencaria” cerca de 30.000 nanorobôs do tamanho de um grão de areia, que se movimentariam usando o vento de Marte como propulsão, aproveitando a baixa gravidade local (38% do que a da Terra).

Cada robô deve conter um nanoprocessador, uma antena para comunicação com seus vizinhos, um sensor de coleta de dados e uma “casca” controlada remotamente que permite mudança de forma.

Uma vez no chão, os robôs seriam capazes de cobrir milhares de quilômetros do planeta, estudando sua composição química e comunicando as informações para a Terra.

Os TETwalkers

Para missões mais complexas, como a escavação sob a superfície de Marte, os robôs precisariam se deslocar de forma autônoma. Pesquisadores da NASA já começaram a desenvolver conceitos de robôs minúsculos, chamados TETwalkers, capazes de fazer exatamente isso.

Os TETwalkers também poderiam se ligar para formar dispositivos como sondas e antenas, que podem viajar o planeta em busca de sinais de vida e água.

O problema é que, até agora, os engenheiros só conseguiram construir exemplos de dois metros de altura. Para produzir um protótipo em nanoescala, os cientistas precisam de nanotubos avançados que pudessem mover-se e reorganizar-se para formar diferentes tipos de materiais.

A NASA imagina que, dependendo da velocidade do desenvolvimento da nanotecnologia e do financiamento do projeto, os TETwalkers poderiam pousar em Marte nos próximos 30 a 40 anos.

Outro problema que deve ser vencido é a radiação intensa do planeta, assim como suas condições meteorológicas extremas. Para que nanorobôs consigam realizar missões de longo prazo em Marte, é preciso uma “casca” muito protetora.

Constantinos Mavroidis, um engenheiro da Universidade Northeastern (EUA), está trabalhando em uma ideia de uma teia de aranha que protegeria os robôs, possibilitando que eles fizessem medições a longo prazo do clima e atividade sísmica do planeta.

O futuro da exploração espacial?

Como já falamos, os nanorobôs poderiam baratear e facilitar missões, proporcionando, além de Marte, destino mais provável para uma missão, viagens também para lugares mais distantes e extremos.

Pesquisadores da NASA também já estão trabalhando na criação de nanotubos de carbono que poderiam sobreviver a superfície superquente de Vênus, de 482,22 graus Celsius. Há projetos até estudando maneiras para os nanorobôs se moverem através do espaço interestelar.

Ou seja, tudo indica que, nas próximas décadas, robôs minúsculos serão os astros das futuras descobertas espaciais.[POPSCI, Wikipedia, BusinessInsider]

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http://www.administradores.com.br/artigos/tecnologia/de-nanorobos-que-detectam-cancer-a-carros-que-dispensam-motorista-como-o-google-esta-mudando-o-mundo/82297/

20/09/2004 11h48

Software da Unicamp cria nanorrobôs menores que glóbulo vermelho
http://noticias.uol.com.br/mundodigital/ultimas/2004/09/20/ult8u933.jhtm

Thiago Romero
Da Agência Fapesp

Um robô de proporções microscópicas, com tamanho seis vezes menor do que a de um glóbulo vermelho. Graças às técnicas avançadas da nanotecnologia, cientistas da Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação (FEEC), da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), imaginam que um protótipo real de nanorrobô, capaz de executar diferentes aplicações, do tipo inserir fármacos diretamente nas células, poderá estar disponível no mercado em um período de cinco a dez anos.

Prevendo o implantação da tecnologia, o pesquisador Adriano Cavalcanti, do Departamento de Microondas e Ótica da FEEC, desenvolveu um software chamado Nanorobot Control Design (NCD). O programa é capaz de criar um modelo de nanorrobô com o tamanho de 1 mil nanômetros, isto é, o mesmo que um micrômetro ou um milímetro dividido em mil partes. Para efeito de comparação, um glóbulo vermelho tem 6 mil nanômetros de diâmetro.

“O software cria condições para os projetistas de nanorrobôs desenvolverem seu protótipos com mais precisão”, disse o coordenador do projeto, Luiz Carlos Kretly, à Agência FAPESP. “Trata-se de um simulador em três dimensões que cria um ambiente virtual onde se pode colocar uma coleção de robôs capazes de, por exemplo, entregar drogas para determinados órgãos do corpo humano ou desobstruir artérias do coração”, explica Kretly. Como medida de segurança, todo o comportamento do robô é gravado para análise posterior.

Por meio de um propulsor, um sensor de contato responsável pela entrega do material à molécula, barbatanas e sensores acústicos que indicam a direção a ser seguida pelo robô, o protótipo é projetado para se movimentar em líquidos quimicamente agressivos, desviar de obstáculos e evitar um ataque do sistema imunológico do corpo humano.

Segundo Kretly, uma aplicação útil dos nanorrobôs pode estar no combate ao diabetes. Nesse caso, o robô poderia ser guiado até a medula óssea, capturar células-tronco e levá-las até o pâncreas, órgão responsável pela produção de insulina no corpo humano. “Já estamos desenvolvendo uma simulação eficaz para a construção de nanorrobôs que irão auxiliar o tratamento de diabetes, em parceria com o Institute for Molecular Manufacturing, na Califórnia (EUA)”, revela o pesquisador da Unicamp.

Outra finalidade seria fazer com que os nanorrobôs pudessem atuar dentro dos vasos sangüíneos que circundam o coração, para substituir processos cirúrgicos como, por exemplo, o desentupimento de artérias. Um projeto dessa natureza está sendo desenvolvido pela universidade paulista em conjunto com os Departamentos de Engenharia Biomédica e de Mecânica dos Fluidos da Universidade de Telaviv, em Israel.—

http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2009/lqes_news_novidades_1256.html

Da science-fiction para a realidade : nanorobô “surfista” de artérias !

Uma minúscula máquina de um quarto de milímetro de diâmetro seria capaz de subir a corrente sanguínea em uma artéria para atingir uma zona a ser operada e utilizar instrumentos-miniatura, controlados à distância por um cirurgião. Esse cenário está prestes a sair da science-fiction

O nanocirurgião capaz de deslizar por uma artéria ainda não existe! Contudo, uma equipe australiana da Monash University, dirigida por James Friend, acaba de descrever um protótipo do mesmo na revista Journal of Micromechanics and Microengeenering.

Esse minúsculo aparelho compreende uma haste helicoidal de 250 mícrons de diâmetro (um quarto de milímetro), que pode ser colocada em rotação por uma corrente fraquíssima. Chamado stator, gira sob o efeito de um elemento piezoelétrico. Freqüentemente utilizado, tal material – um cristal – tem a propriedade de entrar em vibração sob o efeito de uma corrente elétrica, ou, ao contrário, gerar uma corrente ao menor choque. Esses cristais têm várias aplicações: em acendedores de gás; em mecanismos de relógios eletrônicos; em cabeças de leitura de certos toca-discos não muito antigos, etc.

O protótipo visto de perto. A haste ranhurada helicoidalmente é o statore mede um pouco mais de um milímetro de altura por 250 mícrons de diâmetro. Ele pode girar sobre si mesmo e conta com uma esfera que visualiza a rotação. O conjunto repousa sobre um elemento piezoelétrico (de cor cinza).

Créditos: J. Frieds e Col.

A rotação desse stator é transmitida a um elemento chamado rotor – uma simples esfera sobre o protótipo realizado para validar o conceito. Contudo, ela poderia ser substituída por um sistema propulsivo.

Viagem fantástica

O protótipo permitiu demonstrar a factibilidade de tal motor, nas dimensões requeridas para a inserção em uma artéria. A destinação desse aparelho está na longa linha da assistência robotizada em cirurgia. Seus idealizadores, aliás, o batizaram como Proteus, nome do submarino microscópico imaginado por Isaac Asimov, na obra A viagem Fantástica, filmada com o mesmo nome. No filme pode ser vista uma equipe humana, também miniaturizada, introduzida com um submarino miniaturizado no corpo de um homem, a fim de destruir um coágulo sanguíneo no interior do cérebro do mesmo.

Tal missão poderá, um dia, ser confiada a um engenho como o Proteus. Com uma rotação de 1.295 voltas por minuto, esse robô miniatura poderia, afirmam os pesquisadores, subir a corrente do fluxo sanguíneo, se este não for muito intenso, por exemplo, em nível do cérebro, mas não perto do coração onde a máquina seria arrastada.

No momento, o aparelho não conta com nenhuma fonte de energia, mas poderia ser alimentado por ondas eletromagnéticas, da ordem de 2 a 3 watts. Faltaria, a seguir, dotá-lo de um instrumento. Uma câmera seria uma possibilidade, mas pode-se imaginar não importa qual sensor ou pequenos sistemas micro-mecânicos (Mems, Micro Electromechanical Systems), hoje bastante estudados. É a próxima etapa…

FuturaSciences, 23 de janeiro, 2009 (Tradução – MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a essa notícia, intitulado“Piezoelectric ultrasonic resonant motor with stator diameter less than 250 µm: the Proteus motor”, de autoria de B. Watson, J. Friend e L. Yeo foi publicado na revista Journal of Micromechanics and Microengeenering, Volume 19, 022001, DOI: 10.1088/0960-1317/19/2/022001.

 

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