Cientistas transformaram baratas em miniciborgues

De acordo com um estudo experimental recente, baratas podem um dia salvar sua vida! Pesquisadores transformaram esses insetos em ciborgues capazes de formar enxames para operações de resgate. Para fazer isso, eles equiparam baratas com interfaces cérebro-máquina e desenvolveram um algoritmo para controlar sua navegação.

Agora, a tecnologia está tornando possível atribuir aos robôs missões que são muito perigosas ou impossíveis para os humanos. Esses veículos serão especialmente úteis para encontrar sobreviventes de desastres naturais ou para explorar áreas de alto risco. No entanto, a maioria dos robôs modernos tem limitações técnicas que os tornam inadequados para trabalhar em tais condições. Por exemplo, eles têm dificuldade para navegar em terrenos irregulares, como zonas de desastre ou espaços subterrâneos desordenados. Eles podem ter dificuldade para navegar sem encontrar obstáculos ou outros robôs, e seu desempenho pode ser limitado se eles não tiverem sistemas adaptados a diferentes condições. Além disso, eles precisam gerenciar eficientemente seu consumo de energia para alcançar a máxima autonomia.

Em resposta a esses desafios, pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, estão propondo o uso de baratas equipadas com controladores eletrônicos em miniatura. Esses dispositivos podem ser usados para controlar insetos que já têm uma capacidade natural de evitar obstáculos. Em um novo estudo publicado no servidor arXiv, os cientistas apresentam seu algoritmo de navegação avançado adaptado ao comportamento do enxame. O objetivo do projeto é auxiliar nas operações de busca e salvamento após desastres naturais.

Insetos ciborgues

Para seus experimentos, os pesquisadores usaram baratas de Madagascar (Gromphadorhina portentosa), transformando-as em "insetos ciborgues". Conhecidas por sua resistência a condições extremas, essas baratas foram equipadas com dispositivos eletrônicos em miniatura conectados às costas. Eles permitem que seus movimentos sejam controlados remotamente por um computador central que lhes envia sinais. Esses sinais são transmitidos às baratas através de eletrodos colocados perto de seus órgãos sensoriais (uma espécie de interface cérebro-máquina), permitindo que elas naveguem com precisão em um ambiente complexo.

Em um estudo anterior, a mesma equipe introduziu dispositivos de controle semelhantes. Os insetos foram equipados com um microcomputador e uma câmera infravermelha, que serviram de base para o dispositivo atual.

a) Uma barata ciborgue carregando uma placa de circuito, sistema de controle de movimento, módulo de comunicação sem fio e bateria. b) Uma fotografia tirada enquanto as baratas estão navegando em um ambiente complexo simulado (vista superior).

Algoritmos de navegação avançados

Para controlar efetivamente a navegação do enxame, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo para garantir o movimento coordenado do grupo. Esse sistema foi testado em uma série de dez experimentos, garantindo resultados reprodutíveis.

Um grupo de 20 baratas foi colocado em um campo arenoso de 3,5 metros quadrados simulando um ambiente desafiador com colinas e rochas. Testes mostraram que um enxame pode ser organizado hierarquicamente: um líder e 19 seguidores. O líder sabia a posição objetiva e sabia para onde o grupo deveria ir, enquanto o restante dos membros só conhecia a posição relativa de seus vizinhos.

Um exército de baratas vai para uma faixa de areia.

O algoritmo não só se mostrou eficaz no controle do enxame, como também reduziu a frequência de estimulação elétrica necessária para controlar os insetos. Tal melhoria aumenta a autonomia do sistema, aumentando assim as chances de sucesso de potenciais missões de resgate.

A primeira parte deste vídeo mostra alguns trechos dos testes realizados: