Material robótico vibra como se fosse vivo e vira cristal do tempo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/10/2026 Cristal do tempo mecânico A chamada matéria viva é um conceito que envolve criar não exatamente materiais vivos, mas algo híbrido, materiais inertes que aprendem e se adaptam sem um cérebro central, mas se comportam de modo muito parecido com o mundo biológico. A mais recente criação nessa área é um material capaz de crescer e coordenar seus próprios movimentos até que toda a estrutura pulse em uníssono. Além de interessante por si só, criando uma espécie de cristal do tempo mecânico, essa inovação abre caminho para a criação de robôs mais versáteis, que se comportem de modo mais parecido com os sistemas vivos. Os cristais do tempo são uma forma incomum de matéria na qual as partículas se movem incessantemente em ciclos regulares e repetitivos - sua estrutura se revela no tempo, e não no espaço. No experimento apresentado agora, porém, as "partículas" não são átomos, moléculas e nem fótons: são pequenos robôs muito simples que passam a se organizar, outro conceito conhecido como robótica de enxame. "Nossa pesquisa fornece um exemplo impressionante de organização espontânea: Pequenas vibrações se organizando até que todo o material se mova de forma coordenada. Assim como os músicos encontram gradualmente o mesmo ritmo, as partes individuais de um material ativo podem organizar seus movimentos até que toda a estrutura se mova em conjunto," explicou o professor Jack Binysh, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido. Metamaterial mecatrônico A estrutura robótica compõe um metamaterial mecatrônico que se comporta como um cristal do tempo. As pequenas unidades individuais - os meta-átomos do metamaterial - combinam estruturas elásticas, sensores, eletrônica e atuadores, de modo que os componentes vizinhos podem influenciar-se mutuamente. O ingrediente chave para gerar o estado cristalino temporal consiste em tornar as interações entre os componentes "não-recíprocas", o que significa que a resposta de um componente a outro não precisa ser espelhada na direção oposta. A quebra da reciprocidade faz com que surjam vibrações ao longo do material, inicialmente em pequenas ondas, mas que vão progressivamente crescendo em comprimento de onda, período e amplitude. O resultado final é uma coalescência de ondas, um estado globalmente sincronizado que se comporta tal e qual um cristal do tempo. "Nossa pesquisa é um exemplo maravilhoso do que a robótica pode nos ensinar sobre física, e vice-versa. É também uma vitrine para a combinação de conceitos físicos fundamentais sobre diferentes estados da matéria com uma expertise técnica excepcional em fabricação mecatrônica," gabou-se Binysh. Robótica biomimética O cristal do tempo mecatrônico começa com 37 unidades robóticas dispostas de modo a formar uma estrutura em favo de mel. Energizadas para ultrapassar um limite de estabilidade, as unidades individuais começam a oscilar em torno de 30 Hz. Gradualmente, ondas mais longas passam a dominar, até que todo o material oscila coletivamente. A seguir, a equipe montou um anel elástico contendo 24 unidades motorizadas. Inicialmente, padrões de deformação de alta frequência apareceram ao redor do anel, combinando-se progressivamente em padrões maiores até que o anel se estabilizou em um ciclo coletivo lento. Algo que chama atenção no experimento é que perturbações aleatórias não destroem a ordem coletiva à medida que o tamanho do material aumenta - o padrão repetitivo é muito estável, o que é muito interessante para a construção de robôs multifuncionais inspirados na biologia. "Em vez de projetar uma estrutura separada para cada tarefa, poderemos usar os diferentes modos de um único material para alcançar comportamentos distintos, resultando em robôs notavelmente simples, porém altamente multifuncionais. Nosso objetivo é uma forma de robótica inspirada na biologia, onde o comportamento coordenado emerge de interações cuidadosamente projetadas entre os componentes, em vez de instruções de um controlador central," explicou o pesquisador Jonas Veenstra, da Universidade de Amsterdã, nos Países Baixos.