Cavalcanti, que é orientado pelo professor Luiz Carlos Kretly, desenvolveu um software chamado Nanorobot Control Design (NCD). Trata-se de um simulador em três dimensões, cujos módulos são capazes de projetar as condições físicas, rodar o programa de controle do nanorobô e determinar suas ações, além de gravar seu comportamento para análise posterior.
Atualmente, o software é usado para monitorar níveis nutricionais e, conforme a necessidade, os nanorobôs capturam e manipulam biomoléculas em nutrientes que, posteriormente, serão injetadas em áreas preestabelecidas, conforme ordem de demanda.
Estrutura – O modelo de nanorobô com o qual Cavalcanti está trabalhando tem tamanho de 1.000 nanômetros, o mesmo que 1 micrômetro. Isso significa um milímetro dividido em mil partes. Como parâmetro de comparação, um glóbulo vermelho tem tamanho de 6.000 nanômetros, ou 6 micrômetros de diâmetro. É interessante observar que o nanorobô é feito com vários componentes, alguns com tamanho aproximado de dezenas de nanômetros.
Composto por um propulsor, um sensor de contato, barbatanas e sensores acústicos, é projetado para se movimentar em líquidos viscosos e quimicamente agressivos, desviar de obstáculos, além de evitar um ataque do sistema imunológico do corpo humano. Uma alternativa que está sendo investigada é a de recobrir o corpo do robô com uma proteção de diamante.
As barbatanas e os sensores acústicos indicam a direção a ser seguida pelo robô, evitando, dessa maneira, um choque ou uma mudança de curso não programada. O sensor de contato é o responsável pela entrega do material à molécula.
Aplicações – O trabalho desenvolvido por Cavalcanti tem despertado interesse de vários pesquisadores e, também, de empresas e instituições internacionais. Desde agosto de 2002, o pesquisador desenvolve trabalho em parceria com Robert Freitas Jr., pesquisador sênior do Institute for Molecular Manufacturing, da Califórnia (EUA), na construção de nano-robôs aplicados ao combate de diabetes.
O objetivo desse trabalho é fazer com que o robô seja guiado até a medula óssea, capture células-tronco e as leve até o pâncreas, órgão responsável pela produção de insulina no corpo humano.
A empresa Hewlett-Packard, de Palo Alto, também da Califórnia, demonstrou interesse na implementação e design de sistemas de controle em nano-robótica e, em outubro de 2003, firmou parceria que já tem como resultado a validação de estratégias de movimento otimizado, prosseguindo com uma investigação de técnicas de comunicação coletiva entre nano-robôs.
Outro projeto, em parceria com os Departamentos de Engenharia Biomédica e de Mecânica dos Fluidos da Universidade de Telaviv (Israel), teve início em maio deste ano. Trata-se de adotar nano-robôs aplicando-os na resolução de problemas cardiovasculares. Já foi desenvolvida uma modelagem computacional capaz de observar o comportamento dos nano-robôs nesse caso específico. A finalidade é fazer com que eles atuem dentro dos vasos sangüíneos que circundam o coração, visando a substituição de processos cirúrgicos de pequeno porte como, por exemplo, o desentupimento de artérias.
Na área ambiental, uma das aplicações possíveis é o auxílio no combate à maré vermelha, também chamada de florações de algas nocivas. Trata-se de um fenômeno no qual algas crescem e se multiplicam numa velocidade muito grande e emitem toxinas que podem paralisar e contaminar animais aquáticos, além de ser prejudicial ao homem. A atuação dos nano-robôs consiste em carregar produtos que, em primeiro lugar, possam frear a floração em alta velocidade e, conseqüentemente, estabilizar o meio-ambiente, evitando, dessa forma, um acidente ecológico de grandes proporções. Locais que possam desenvolver este fenômeno com certa freqüência poderão utilizar nano-robôs modelados para receber dados da água da região e adotar medidas preventivas.
Todos esses trabalhos renderam a Cavalcanti vários convites tanto para atuar como professor assistente como para participar de programas de pós-doutorado nos Estados Unidos, na Europa, na Ásia e também na Austrália, inclusive do pesquisador Sylvian Martel, que é o atual diretor do Laboratório de Nano-robótica da Escola Politécnica de Montreal, no Canadá, e também, coordenador do Grupo de Pesquisa em Nanorobótica do Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos Estados Unidos.
Nesse mês de setembro Adriano Cavalcanti estará em Salt Lake City (EUA), para apresentar o mais recente trabalho realizado com Robert Freitas Jr. e o professor Luiz Carlos Kretly, intitulado “Nanorobotics Control Design: A Practical Approach Tutorial”, durante a 28th Biennial Mechanisms and Robotics Conference.
A medicina será a grande beneficiada pela nanotecnologia em um curto espaço de tempo. Já é possível imaginar um robô de proporções microscópicas, com tamanho seis vezes menor que um glóbulo vermelho, capaz de possuir múltiplas aplicações como disponibilizar drogas e fármacos ao nível de células e realizar cirurgias minimamente invasivas. Esses são os nanorobôs que, de acordo com Adriano Cavalcanti, aluno de doutorado do Departamento de Microondas e Ótica, da Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação da Unicamp (FEEC), estarão disponíveis entre 5 e 10 anos.
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