Cientistas desenvolvem robô que se camufla como o camaleão

Um grupo de cientistas sul-coreanos desenvolveu um robô capaz de mudar de cor, habilidade semelhante ao do camaleão e outros animais na natureza. A pesquisa, divulgada na revista científica Nature Communications nesta terça-feira (10), pode revolucionar a indústria de camuflagem, especialmente em seu uso militar.

O desenvolvimento de tecnologias artificiais para tornar objetos “invisíveis” no ambiente não é exatamente uma novidade. Desde 1800, estudos buscam desenvolver uma camuflagem para fins militares, com o objetivo de aumentar a capacidade de sobrevivência de soldados e a identificar objetos de um exército específico.

Os estudos mais recentes, porém, têm uma aplicação mais ampla. A equipe do pesquisador Seung Hwan Ko, do departamento de Engenharia Médica da Universidade Nacional de Seoul, criou uma nova estratégia com nanotecnologia que pode ser aplicada em roupas, peles artificiais, painéis e outros materiais, com possibilidades de uso na medicina e até na moda.

Mimetismo do camaleão

Alguns animais, como o camaleão, possuem uma capacidade natural de mimetizar as cores do ambiente em sua volta. (Fonte: Pixabay/Anrita1705/Reprodução)Fonte:  Pixabay/Anrita1705/Reprodução 

O primeiro a entender o mecanismo de mudança de cor dos camaleões e outros lagartos foi o cientista Earl Perkins, em 1930. Na natureza, esses animais possuem em sua pele uma célula chamada de cromatóforo, que pode ser expandida de um ponto invisível para um disco colorido, conferindo cor a uma porção correspondente da pele.

Cada camada dérmica contém cromatóforos de cores diferentes. As células castanhas estão mais próximos da superfície, as vermelhas e amarelas estão abaixo do castanho e os azuis e verdes estão na camada mais interna. Para parecer verde, o camaleão contrai as camadas superiores, permitindo que os cromatóforos verdes, que foram expandidos, apareçam na superfície.

No entanto, os animais não mudam de cor apenas para se tornarem invisíveis. Uma série de experimentos simples realizados por Raymond Ditmars mostrou que os camaleões alteravam a sua cor em resposta à temperatura, níveis de luz ambiente e de acordo com a presença de outros animais.

Camuflagem artificial

Assim como o camaleão na natureza, o robô utiliza várias camadas de pele para apresentar cores diferentes. (Fonte: Nature Communications/Reprodução)Fonte:  Nature Communications/Reprodução 

Enquanto a camuflagem encontrada na natureza depende principalmente da ação mecânica do músculo das células, a tecnologia artificial não precisa, necessariamente, coincidir com as cores reais do ambiente. Por isso, pode incorporar também estratégias diferentes.

A tecnologia artificial recém-desenvolvida, em vez de faixas de células dérmicas coloridas, utiliza camadas de cristal líquido que alteram sua cor de acordo com a temperatura. No entanto, o dispositivo sozinho não consegue uma definição de alta resolução, e os padrões de cores podem se apresentar de forma pixelada, prejudicando a camuflagem.

Para superar essa dificuldade, os cientistas utilizaram como estratégia a integração da “camada de cristal líquido termocrômico com aquecedores de nanofios de prata padronizados empilhados verticalmente em uma estrutura de múltiplas camadas". Com isso, conseguiram desenvolver um dispositivo mais completo para ser aplicado na camuflagem vestível em um robô.

Diferencial da tecnologia

No artigo, os pesquisadores destacam que a tecnologia desenvolvida é mais prática do que os avanços anteriores com camuflagem artificial. Segundo os cientistas, o experimento pode ser escalonável, de alto desempenho e utilizado em dispositivos completos, além de ser compatível com as condições ambientais e os movimentos do objeto.

Em outros trabalhos, a mesma equipe de cientistas conseguiu avanços com o desenvolvimento de um material flexível e leve, como um polímero, que simula o movimento e as mudanças de cor de corpos vivos, composto de polietileno de baixa densidade (LDPE), cloreto de polivinila (PVC) e nanofios de prata.

Com o recurso, os materiais mudam sua aparência curvando-se em uma determinada direção quando aquecidos e retornam à sua forma inicial quando resfriados. Desta forma, ocorre uma torção ou flexão em função da temperatura.

Ao contrário dos robôs convencionais, pesados e rígidos, a nova tecnologia é mais leve e flexível, pois utiliza diferentes tipos de lâminas macromoleculares cujo coeficiente de dilatação térmica varia de acordo com sua direção física, permitindo o livre movimento.

Embora a capacidade de camuflagem dos animais seja mais eficiente e complexa, esse é um avanço notável com múltiplas aplicações na ciência e na vida cotidiana.

ARTIGO Nature Communicatios: doi.org/10.1038/s41467-021-24916-w