Meus alunos e eu trabalhamos com robôs muito pequenos.
Você pode pensar neles como versões robóticas
de algo que lhes é muito familiar: uma formiga.
Todos sabemos que as formigas e outros insetos dessa escala
podem fazer coisas incríveis.
Todos já vimos um grupo de formigas, ou alguma versão disso,
carregando seus salgadinhos em um piquenique, por exemplo.
Mas quais são os reais desafios da engenharia destas formigas?
Bem, em primeiro lugar, como colocar os recursos de uma formiga
em um robô de mesma escala de tamanho?
Primeiro precisamos descobrir como fazê-los se mover,
quando são tão pequenos.
Precisamos de pernas e motores eficientes
para apoiar essa locomoção,
e precisamos de sensores, energia e controle
para juntar tudo isso em um robô formiga semi-inteligente.
E, por fim, para fazê-los realmente funcionais,
queremos um monte deles trabalhando juntos, para fazerem coisas maiores.
Então, começarei com a mobilidade.
Os insetos movem-se surpreendentemente bem.
Este vídeo é da UC Berkeley.
Mostra uma barata em movimento num terreno muito acidentado
sem se virar,
e ela é capaz disso porque suas pernas são uma combinação de materiais rígidos,
o que tradicionalmente usamos para fazer os robôs,
e materiais flexíveis.
Saltar é outra forma interessante de se locomover quando se é muito pequeno.
Então, estes insetos armazenam energia em uma mola e a liberam muito rapidamente
para obterem a alta energia que precisam para saltar da água, por exemplo.
Assim, uma das grandes contribuições do meu laboratório
foi a de combinar materiais rígidos e flexíveis
em mecanismos muito, muito pequenos.
Este mecanismo de salto tem cerca de quatro milímetros de um lado,
então, é realmente pequeno.
O material rígido aqui é de silício, e o flexível é borracha de silicone.
E a ideia básica é que vamos comprimir isso,
armazenar energia nas molas, e liberá-la para saltar.
Portanto, não há motores nele, nenhuma energia.
Ele é acionado por um método que no laboratório chamamos
"aluno de pós-graduação com pinças." (Risos)
O que vocês verão no próximo vídeo
é esse cara saltando surpreendentemente bem.
Este é o Aaron, o estudante de pós-graduação em questão, com a pinça,
e o que vocês veem é esse mecanismo de quatro milímetros
saltando quase 40 centímetros de altura.
Isso é quase 100 vezes seu próprio comprimento.
E ele sobrevive, salta sobre a mesa,
é incrivelmente forte, e é claro, sobrevive muito bem até que o perdemos,
porque ele é muito pequeno.
Enfim, também queremos adicionar motores nisso,
e temos alunos trabalhando em motores de tamanhos milimétricos
para poder integrá-los a pequenos robôs autônomos.
Mas, para trabalhar com mobilidade e locomoção nesta escala de tamanho,
estamos trapaceando e usando ímãs.
Isso mostra o que seria parte de uma perna microrrobô,
e pode-se ver as juntas de borracha de silicone
e há um ímã embutido sendo movido
por um campo magnético externo.
Isso nos leva ao robô que eu lhes mostrei mais cedo.
O mais interessante que este robô pode nos ajudar a descobrir
é como os insetos se movem nessa escala.
Temos um modelo muito bom para tudo,
desde o movimento de uma barata ao de um elefante.
Todos nos movemos dessa forma saltitante quando corremos.
Mas quando eu sou bem pequeno, as forças entre os meus pés e o chão
afetarão minha locomoção muito mais do que a minha massa,
que é o que causa o movimento saltitante.
Esse cara ainda não funciona bem,
mas temos versões ligeiramente maiores que funcionam.
Trata-se de um centímetro cúbico, um centímetro lateral, muito pequeno,
e ele percorreu 10 comprimentos corporais por segundo,
10 centímetros por segundo.
Ele é bem rápido para um cara tão pequeno,
e só é limitado por nossa configuração de teste.
Mas isso lhes dá uma ideia de como ele funciona agora.
Também podemos imprimir versões 3D dele que podem passar por cima de obstáculos,
muito parecidos com a barata que vocês viram anteriormente.
Mas, por fim, queremos adicionar tudo ao robô.
Queremos sensação, energia, controle, atuando em conjunto,
e nem tudo precisa ser inspirado na biologia
Este robô é do tamanho de um Tic Tac.
E, neste caso, em vez de ímãs ou músculos para movê-lo,
nós usamos foguetes.
Este é um material energético microfabricado,
e podemos criar minúsculos pixels dele,
e podemos colocar um desses pixels na barriga deste robô,
e ele vai saltar quando detectar um aumento da luz.
O próximo vídeo é um dos meus favoritos.
Temos este robô de 300 miligramas
saltando cerca de oito centímetros no ar.
Ele tem apenas 4 x 4 x 7 milímetros de tamanho.
E vocês verão um grande flash no início
quando a energia é iniciada,
e o robô dá cambalhotas no ar.
Então, houve aquele grande flash,
e podemos ver o robô pulando no ar.
Portanto, não há cordas, não há fios conectados a ele.
Está tudo acoplado, ele pulou em resposta
ao aluno acendendo uma lâmpada próxima a ele.
Então vocês podem imaginar todas as coisas legais que poderíamos fazer
com robôs que correm, rastejam, saltam e rolam, com esta escala de tamanho.
Imaginem os escombros que ficam após um desastre natural como um terremoto.
Pensem nesses pequenos robôs atravessando os escombros,
procurando por sobreviventes.
Ou imaginem um monte de pequenos robôs circundando uma ponte
para inspecioná-la e certificar que é segura,
assim, não haverá colapsos como este
que aconteceu próximo de Minneapolis, em 2007.
Ou imagine o que você poderia fazer
se houvesse robôs que nadassem através de seu sangue.
Certo? "Viagem fantástica", Isaac Asimov.
Ou eles poderiam operá-lo sem ter que cortá-lo, em princípio.
Ou poderíamos mudar radicalmente a forma de construir coisas
se nossos minúsculos robôs trabalharem como os cupins,
e construírem esses incríveis montes de oito metros,
apartamentos efetivamente bem ventilados para outros cupins
na África e Austrália.
Então, eu acho que dei algumas possibilidades
do que podemos fazer com esses pequenos robôs.
E já fizemos alguns avanços até agora, mas ainda há um longo caminho a trilhar,
e espero que alguns de vocês possam contribuir para esse destino.
Muito obrigada.
(Aplausos)