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Inseto ciborgue terá gerador de energia e mochila

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Inseto ciborgue terá gerador de energia e mochila

Mensagem por ALF007 em Sab 10 Dez 2011 - 10:12


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(O movimento das asas do inseto pode gerar eletricidade suficiente para alimentar pequenos dispositivos, incluindo câmera, microfone e um sensor de gás.[Imagem: Foto de Erkan Aktakka/SIT])

Inseto robô

Equipes de resgate humanas poderão ser precedidas por "batedores" robóticos em áreas de acidentes.

Esta é a proposta de pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos.

Segundo eles, as equipes de pronto-atendimento poderão ser substituídas por robôs voadores, mais especificamente, por insetos ciborgues.

Para que isso seja possível, Khalil Najafi e Erkan Aktakka estão desenvolvendo formas de fazer com que os próprios insetos gerem a eletricidade necessária para alimentar os circuitos eletrônicos que eles deverão carregar.

"Com a colheita de energia, nós poderemos alimentar câmeras, microfones e outros sensores, além de equipamentos de comunicação, que o inseto poderá levar a bordo de uma pequena mochila," diz Najafi.

Devidamente equipados, eles poderão ser postos para sobrevoar as áreas de acidente, fazendo levantamentos iniciais para auxiliar as equipes de resgate.

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(Este é o primeiro exemplar do besouro ciborgue, por enquanto apenas com os aparatos de geração de energia. [Imagem: Aktakka et al.])

Gerador piezoelétrico

Haverá também uma bateria, mas a ideia é converter o calor do corpo do inseto e os seus movimentos em eletricidade, usando materiais piezoelétricos e termoelétricos.

Os dois pesquisadores desenvolveram um nanogerador piezoelétrico em formato espiral, o que o torna capaz de maximizar a potência gerada por área.

Embora ainda não tenha sido testado, as asas poderão ainda ser recobertas com células solares flexíveis, aumentando a geração de energia quando o inseto resolver descansar.

Como a abordagem é bem menos frankensteiniana do que implantar um chip no cérebro de uma mariposa, não deverá ser difícil obter anuência dos órgãos de proteção aos animais.

Controlar o voo dos insetos também não parece ser um problema, o que já foi feito por uma equipe da Universidade de Berkeley:

Inseto tem voo controlado por eletrodos implantados no cérebro

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Pesquisadores da Universidade de Berkeley, nos Estados Unidos, implantaram eletrodos controlados por chips neurais diretamente no cérebro de abelhas, besouros e mariposas, usando os dispositivos para controlar remotamente o voo dos insetos.

O resultado é fruto de um esforço de pesquisa que já dura vários anos. Em 2007, a mesma equipe conseguiu fazer com que um inseto ciborgue sobrevivesse ao implante dos chips.

O inseto ciborgue, que ainda não voava de forma controlada, foi utilizado por pesquisadores associados para controlar um robô. Os olhos do inseto funcionam como os olhos do robô, controlando seu movimento - veja Robô-mariposa integra cérebro biológico a robô.

Chip neurológico

Agora, finalmente os pesquisadores tiveram sucesso em controlar o comportamento e o voo dos animais.

O chip neurológico foi implantado em abelhas, besouros e mariposas. A mariposa Mecynorrhina torquata e os besouros foram capazes de levantar voo levando consigo o chip e o aparato de controle, que ainda é muito pesado para insetos menores.

Hirotaka Sato e Michel Maharbiz começaram controlando de forma independente as asas dos insetos. Para isso, os animais eram mantidos fixos em barras oscilantes.

O acionamento dos eletrodos implantados no cérebro dos animais faz com que eles batam suas asas com uma velocidade correspondente à frequência dos sinais elétricos. O implante é feito ainda durante a fase de pupa do animal.

Depois de conseguirem controlar de forma independente as duas asas, os pesquisadores instalaram uma versão sem fios do chip neurológico nos insetos maiores, que foram capazes de voar com eles, sendo controlados à distância no interior de uma sala.

Voo controlado à distância

Um pulso específico faz com que o animal inicie o voo. A seguir, ele pode ser induzido a virar numa ou noutra direção por meio do envio de estímulos para o músculo da asa do lado oposto à direção que se deseja que ele vire. Assim que o impulso cessa, o animal volta a voar em linha reta.

O controle ainda não é absolutamente preciso, sendo que os animais obedecem em 75% das vezes que os comandos são enviados. Um comando específico faz com que o animal pouse suavemente.

Controle sem fios

Somente agora que o princípio de funcionamento e o programa de controle tiveram seu funcionamento comprovado é que os pesquisadores começarão o trabalho de miniaturização do sistema de controle sem fios.

O dispositivo consiste de estimuladores neurais e estimuladores musculares, conectados diretamente ao cérebro do animal. Os eletrodos ligam-se a um microcontrolador, que por sua vez recebe os sinais de comando através de um receptor de rádio. Todo o equipamento é alimentado por uma microbateria de lítio, do tipo das usadas em relógios.

Todos os experimentos foram feitos em uma sala fechada, com antenas distribuídas que permitiram o controle dos animais à distância mesmo com a baixa potência do microrreceptor. Para voos mais altos, em ambientes abertos, o grande desafio será a alimentação do chip neurológico e de um sistema de rádio de maior potência.

Baterias são inviáveis, porque seriam pesadas demais para que o animal as carregue. Outras opções são capacitores, células solares e até mesmo atuadores piezoelétricos, que captem uma parte da energia necessária a partir da vibração das próprias asas do inseto.

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