5 experimentos com insetos ciborgues que todo mundo precisa conhecer

Aqui no Canaltech, já ressaltamos a relação entre o reino animal e a tecnologia. E em meio a isso, pesquisadores têm desenvolvido determinados projetos com o auxílio de insetos, transformando-os em verdadeiros ciborgues. Listamos cinco desses projetos, que o mundo realmente precisa conhecer.

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Gafanhotos detectores de explosivos

Uma pesquisa da Washington University in St. Louis mostra que gafanhotos podem cheirar explosivos e identificar onde eles estão localizados. Os cientistas veem isso como o primeiro passo para utilizar sua capacidade de encontrar bombas em uma determinada área.

Na ocasião, a universidade pôde controlar os gafanhotos, e uma pesquisa da Escola de Engenharia McKelvey foi capaz de utilizar o sistema olfativo de um gafanhoto para distinguir os cheiros de diferentes explosivos em pouquíssimo tempo de exposição (menos de um segundo).

Sabendo que os gafanhotos podem cheirar explosivos, os pesquisadores foram capazes de procurar os mesmos padrões quando expostos aos gafanhotos em um conjunto diversificado de explosivos, e transformaram esses insetos em ciborgues: o gafanhoto fica em um minúsculo veículo dentro da caixa, então os pesquisadores injetam vapores explosivos dentro da caixa. Enquanto o gafanhoto fareja diferentes concentrações de gases explosivos, os cientistas estudam a atividade cerebral dos insetos, que reflete as diferenças nas concentrações de vapor.

A equipe então colocou eletrodos nos gafanhotos para registrar a atividade neural dos insetos sem atrapalhar seus movimentos. Dessa forma, podem otimizar o sistema de transmissão da atividade cerebral dos insetos. "Agora podemos implantar os eletrodos, lacrar os gafanhotos e transportá-los para ambientes móveis", apontam os pesquisadores.

A ideia é que, para o projeto, a tecnologia que emite quantidades discretas de vapor seja usada para avaliar de forma independente as habilidades desses insetos ciborgues. Os pesquisadores então devem usar quantidades cada vez menores de vapor, procurando o limite das habilidades de detecção dos gafanhotos.

Insetos com microchips

O programa Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems está patrocinando pesquisas sobre a implantação cirúrgica de microchips em insetos conforme eles crescem, entrelaçando os nervos e músculos do inseto com circuitos que poderiam então direcioná-los. É um procedimento caro, mas mais barato do que construir insetos robôs do zero.

O projeto é conduzido pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), uma agência de pesquisa e desenvolvimento do Departamento de Defesa dos Estados Unidos responsável pelo desenvolvimento de tecnologias emergentes para uso pelos militares.

Besouros voadores

Em 2015, engenheiros da University of California, Berkeley e da Nanyang Technological University (NTU) de Singapura colocaram minúsculos computadores e rádios sem fio nas costas de besouros e gravaram dados neuromusculares enquanto os insetos voavam. Os cientistas notaram, na ocasião, que um músculo conhecido por controlar o dobramento das asas é fundamental para a direção. Os pesquisadores então usaram essa informação para melhorar a precisão do voo dos besouros por controle remoto.

A ideia do estudo, na época, era mostrar o potencial dos sensores sem fio na pesquisa biológica. A pesquisa neste campo também pode levar a aplicações como ferramentas para auxiliar as operações de busca e resgate em áreas muito perigosas para os humanos.

Os pesquisadores testaram a função desse músculo estimulando-o durante o voo em curvas graduais que eram mais controladas do que as versões anteriores do besouro ciborgue. A "mochila" que fica na parte de trás do besouro é composta por um microcontrolador e um receptor e transmissor sem fio. Além disso, seis eletrodos são conectados aos lobos ópticos e aos músculos do besouro.

Moscas com implantes neurais

Enquanto isso, na Universidade de Oxford, o neurocientista Gero Miesenbock usou engenharia genética, produtos químicos e laser para estudar o cérebro de moscas e seu comportamento. Depois de separar as partes do cérebro responsáveis ​​por certos comportamentos, como pular e voar, o pesquisador projetou nas moscas, nas quais essas células cerebrais seriam sensíveis à luz. Apontar um laser para as moscas foi suficiente para despertar essas ações.

Todo o trabalho que estuda o cérebro dos insetos pode apresentar alguma compreensão de nossas próprias mentes. Implantes neurais podem ajudar os neurocientistas. O conceito é implantar um pequeno chip semicondutor no cérebro e, em seguida, introduzir um pequeno estímulo elétrico nessa parte do cérebro. Esses implantes neurais aprimorados podem ser um benefício voiltado a tratamentos para o Alzheimer, por exemplo. Com base no trabalho com insetos ciborgues, podemos ver uma grande variedade de usos em muitas áreas.

Baratas coletoras de energia

Para que qualquer inseto ande, se contorça ou conserte suas próprias células, ele precisa converter o alimento que consome em energia molecular. Quando as enzimas do corpo de uma barata decompõem o açúcar, o procedimento gera um subproduto — os elétrons.

Com isso em mente, pesquisadores da Case Western Reserve University inseriram um fio em uma barata para conduzir esses elétrons e coletar a eletricidade. Embora as baratas produzissem apenas uma pequena corrente, energia suficiente poderia ser coletada para alimentar as "mochilas eletrônicas".

Os cientistas acreditam que a descoberta fornece informações sobre o controle do movimento, não apenas em insetos, mas provavelmente em todos os animais que andam. O sistema da barata também é um modelo útil para a construção de robôs que podem manobrar em torno de obstáculos por conta própria, carros autônomos e para controlar drones, disseram os pesquisadores.

Fonte: Robotics Tomorrow, Washington University in St. Louis, Science Times, Berkeley News, University of Oxford, Case Western Reserve University