Avanços recentes na computação incluem arquiteturas alternativas como a computação com ondas de água, processadores de DNA, processadores com células-tronco e computação iônica, e agora destaca-se um novo processador pneumático feito de vidro e silicone, que utiliza pressão em vez de eletricidade para codificar dados e realizar cálculos, promovendo automação e redução de custos em biochips, além de potencializar aplicações em robótica.
A computação tem sido alvo de inúmeras demonstrações de formas exóticas, conhecidas como “arquiteturas alternativas”. Entre elas, destacam-se a computação com ondas de água, um processador de DNA, um processador com células-tronco, a computação iônica e diversos tipos de computadores analógicos.
A mais recente novidade nesse campo é o processador pneumático, feito de vidro e silicone, que utiliza a pressão em vez de eletricidade para codificar dados e realizar cálculos.
Esse avanço tecnológico representa a automação de um biochip, também conhecido como laboratório em um chip, microlaboratório ou lab-on-a-chip. Esse dispositivo incorpora a técnica da microfluídica, permitindo a realização desde experimentos básicos de laboratório até a automação de reações químicas, exames laboratoriais e a fabricação de radiofármacos.
Uma das grandes vantagens desse novo processador microfluídico é sua capacidade de possibilitar que um dispositivo do tamanho de um chip realize procedimentos que, até então, exigiam laboratórios inteiros operados por técnicos treinados.
Tecnicamente, o processador microfluídico é considerado uma máquina de estado finito (FSM). Ele consiste em uma fina folha de silicone, com 0,25 milímetros de espessura, posicionada entre duas lâminas de vidro semelhantes às usadas em microscópios. Minúsculos canais esculpidos no vidro permitem que líquidos necessários para as reações químicas fluam de forma controlada. Além disso, pequenos orifícios na camada de silicone conectam esses canais entre as duas lâminas de vidro.
As diferenças na pressão dos líquidos nos canais permitem simular o comportamento das mudanças de voltagem nos fios de um processador eletrônico. Nessa abordagem, uma baixa pressão representa um valor “1”, enquanto a pressão atmosférica representa o valor “0”. Válvulas minúsculas, funcionando como transistores, possibilitam a alteração desses dois valores, transformando, assim, o chip microfluídico em um processador pneumático.
Para codificar os programas, os pesquisadores utilizam diferentes folhas de silicone como “cartões perfurados”. Embora o protótipo ainda utilize um método simples, onde os pesquisadores colocam o dedo sobre os pontos onde desejam interagir, esse processador pneumático mostra grande potencial para revolucionar a computação, abrindo caminho para novas possibilidades em diversos campos de pesquisa e aplicação prática.
A química e a robótica estão se unindo em uma emocionante convergência, impulsionada pelo desenvolvimento do processador microfluídico. Esse processador, projetado pela equipe de pesquisadores, é capaz de executar tarefas complexas e foi concebido para realizar o procedimento de diluição serial, determinando a concentração de uma substância química dissolvida em um líquido. O grande diferencial é que o chip realiza esse processo de forma autônoma, seguindo um programa pré-definido, sem a necessidade de utilizar dispositivos eletrônicos convencionais.
Embora o chip atual tenha apenas quatro bits, ele já demonstra o potencial revolucionário de automatizar biochips, como os empregados em exames clínicos. Esse avanço poderia reduzir significativamente o custo desses componentes, chegando a apenas 1% do valor atual, devido ao uso de materiais de baixo custo, como silicone e vidro.
Além de sua aplicação em laboratórios bioquímicos miniaturizados, os computadores pneumáticos mais avançados têm o potencial de se tornarem “cérebros” para robôs macios. Essa inovação é promissora, pois o ar e a pressão já são utilizados para impulsionar o movimento de alguns robôs, mas agora também podem ser empregados para auxiliar os robôs em tomada de decisões por meio de cálculos simples.
O cenário de avanços na automação de processos químicos e na inteligência artificial em robôs é empolgante, e a combinação entre a microfluídica e a robótica pneumática pode levar a descobertas e aplicações surpreendentes. Com o potencial de tornar os processos laboratoriais mais eficientes e acessíveis, essa abordagem híbrida de química e robótica promete abrir novos horizontes tanto para a pesquisa científica quanto para a tecnologia aplicada em diversas áreas.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos!
Fonte: Engenharia é
Escrito por: Ademilson Ramos
