De acordo com a University of Minnesota Twin Cities, pesquisadores desenvolveram um sistema de impressão 3D adaptável, o primeiro do gênero, para identificar as posições de organismos distribuídos aleatoriamente e movê-los com segurança para locais específicos para montagem. Essa tecnologia autônoma economizará tempo e dinheiro dos pesquisadores em bioimagem, cibernética, criopreservação e dispositivos que integram organismos vivos.
A pesquisa, intitulada “Organismos impressos em 3D habilitados por estratégias adaptativas assistidas por aspiração”, foi publicada na Advanced Science, e os pesquisadores têm uma patente pendente para a tecnologia.
O sistema pode rastrear, coletar e posicionar com precisão insetos e outros organismos, estejam eles parados, em gotículas ou em movimento. O método pick-and-place, guiado por dados visuais e espaciais em tempo real, adapta-se e pode garantir o posicionamento preciso dos organismos.
“A impressora em si pode agir como um humano agiria, com a impressora agindo como mãos, o sistema de visão de máquina como olhos e o computador como o cérebro”, disse Guebum Han, um ex-pesquisador de pós-doutorado em engenharia mecânica da Universidade de Minnesota e primeiro autor do artigo. “A impressora pode se adaptar em tempo real a organismos em movimento ou parados e montá-los em uma determinada matriz ou padrão.”
Normalmente, esse processo é feito manualmente e exige treinamento extensivo, o que pode levar a inconsistências em aplicações baseadas em organismos. Com esse novo tipo de sistema, a quantidade de tempo diminui para os pesquisadores e permite resultados mais consistentes.
Essa tecnologia poderia aumentar o número de organismos processados para criopreservação, separar organismos vivos dos mortos, colocar organismos em superfícies curvas e integrar organismos com materiais e dispositivos em formas personalizáveis. Ela também poderia estabelecer as bases para a criação de arranjos complexos de organismos, como hierarquias de superorganismos – estruturas organizadas encontradas em colônias de insetos como formigas e abelhas. Além disso, a pesquisa poderia levar a avanços na biofabricação autônoma, tornando possível avaliar e montar organismos.
Por exemplo, esse sistema foi usado para melhorar os métodos de criopreservação para embriões de peixe-zebra, o que antes era feito por meio de manipulação manual. Com essa nova tecnologia, os pesquisadores conseguiram mostrar que o processo poderia ser concluído 12 vezes mais rápido em comparação ao processo manual. Outro exemplo mostra como sua estratégia adaptativa rastreou, pegou e colocou besouros em movimento aleatório e os integrou com dispositivos funcionais.
No futuro, os pesquisadores esperam avançar essa tecnologia e combiná-la com robótica para torná-la portátil para pesquisa de campo. Isso pode permitir que os pesquisadores coletem organismos ou amostras em áreas que normalmente seriam inacessíveis.
O trabalho foi feito em colaboração com o Centro de Pesquisa de Engenharia (ERC) para Tecnologias Avançadas para a Preservação de Sistemas Biológicos (ATP-Bio) e foi financiado pela National Science Foundation, pelos Institutos Nacionais de Saúde e pela Regenerative Medicine Minnesota. Para saber mais sobre as pesquisas acesse o site.
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