Vítimas de desastres presas sob os escombros de um prédio desabado ou de uma mina poderão, no futuro, ser encontradas por um salvador pequeno e improvável: um besouro com uma mochila.
Pesquisadores avançaram de forma significativa em tecnologia ciborgue ao criar uma linhagem de besouros-ciborgues capaz de escalar paredes, vencer obstáculos e atravessar superfícies inclinadas, tudo isso enquanto são guiados à distância com um comando de videogame.
ZoBorgs: besouros-ciborgues para busca e resgate
Batizados de "ZoBorgs", esses besouros-ciborgues surgiram de uma colaboração entre a The University of Queensland e a University of New South Wales, ambas na Austrália, e a Nanyang Technological University, de Singapura.
O animal escolhido foi o besouro tenebrionídeo Zophobas morio. Com até 32 milímetros de comprimento corporal e cerca de 8 milímetros de altura, ele é pequeno e ágil - com atributos naturais que o deixam passar onde robôs não conseguem, como nos espaços apertados de entulhos densos e desorganizados.
Além disso, ao usar besouros, os cientistas evitam ter de projetar do zero atuadores, sensores e sistemas de controlo: os próprios insetos já vêm “equipados” por milhões de anos de adaptações evolutivas. Entre as características de escalada estão almofadas flexíveis e aderentes nas patas, garras que prendem bem e estruturas corporais rígidas, porém ágeis.
Como a “mochila” eletrónica guia o besouro
Para dar controlo remoto aos Zophobas morio, a equipa instalou uma mochila com microcircuito que envia sinais elétricos para as antenas ou para os élitros (as asas anteriores endurecidas), levando o besouro a seguir diferentes direções.
O estudo, apresentado na revista Advanced Science, aproveita essas capacidades naturais e "adiciona controlos programáveis que permitem orientação direcional precisa, sem afetar o tempo de vida do besouro", afirma o engenheiro Thang Vo-Doan, da School of Mechanical and Mining Engineering, na The University of Queensland.
Esses controlos programáveis chegam por meio da mochila do besouro, com elétrodos que funcionam como rédeas elétricas. Quando as antenas são estimuladas, o besouro pode virar, reduzir a velocidade ou andar para trás. Ao estimular os dois élitros, o animal acelera ou segue em frente; já a estimulação de apenas um élitro provoca um deslocamento lateral.
Com antenas e outras estruturas, os insetos também recorrem a sensores nas pernas e a mecanorreceptores no exoesqueleto para perceber estímulos físicos, como textura da superfície e vibrações.
Desempenho, próximos avanços e cuidados éticos
Na prática, os ZoBorgs conseguem ultrapassar obstáculos equivalentes à própria altura do corpo com taxa de sucesso de 92 percent. Eles também fazem a transição de superfícies horizontais para superfícies verticais com 71.2 percent de sucesso - um resultado que, segundo o trabalho, não foi igualado por insetos-ciborgues anteriores nem por robôs.
Lachlan Fitzgerald, engenheiro da The University of Queensland, explica que, embora "robôs nessa escala tenham avançado em locomoção, a transição de superfícies horizontais para paredes continua a ser um desafio formidável para eles". Para os ZoBorgs, porém, isso não se mostrou o mesmo obstáculo.
Os próximos passos poderão concentrar-se em aumentar a capacidade de escalada e a autonomia dos besouros com a incorporação de uma unidade de medição inercial (IMU), capaz de fornecer dados não visuais em tempo real, como aceleração e outras forças.
A inclusão de uma câmara visual compacta e leve também pode reforçar os mecanismos de controlo - e será necessária para localizar pessoas presas em operações de busca e resgate. Por fim, os avanços descritos para esses ciborgues podem inspirar novas soluções em robótica, como a adoção de apêndices semelhantes aos “apalpadores” de besouros para melhorar a navegação de robôs.
Os besouros tenebrionídeos também são conhecidos como “supervermes” por causa da forma semelhante a um verme na fase larval. E eles podem ajudar o mundo de mais de uma maneira. Na culinária, são uma fonte rica de ácidos gordos e proteína, consumidos com frequência em países como México e Tailândia.
As larvas também gostam de comer um dos plásticos mais comuns do planeta, o poliestireno, usado em itens do dia a dia como materiais de embalagem e talheres descartáveis. Isso não é bom para os besouros, mas copiar a forma como eles digerem essa substância poderia ajudar-nos a enfrentar o problema do lixo plástico.
Um ponto destacado é que os cientistas mantiveram práticas éticas para garantir o bem-estar dos besouros. Em comparação com outros animais usados em pesquisa, eles viveram em condições relativamente luxuosas, dormindo sobre cama de farelo de trigo e comendo fatias frescas de maçã. Depois dos testes, receberam cuidados durante o restante dos seus três meses de vida.
O estudo indica que a ciência ciborgue está a dar passos essenciais. Talvez ainda não sejam os órgãos robóticos prometidos pela ficção científica, mas um besouro-ciborgue pode ter a mesma probabilidade de salvar vidas.
Esta pesquisa foi publicada na Advanced Science.
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