Ciborgues de insetos: em direção ao movimento de precisão

Os ciborgues de insetos podem parecer ficção científica, mas são um desenvolvimento relativamente novo que usa estímulos elétricos para controlar o movimento dos insetos. Esses insetos-robôs híbridos, como são chamados cientificamente, anunciam o futuro de dispositivos pequenos, altamente móveis e eficientes.

Apesar do progresso significativo, no entanto, novos avanços são complicados pelas grandes diferenças entre os sistemas nervoso e muscular dos diferentes insetos.

Em um estudo recente publicado na revista e-Vidaum grupo de pesquisa internacional estudou a relação entre a estimulação elétrica nos músculos das pernas dos bichos-pau e o torque resultante (a força de torção que faz a perna se mover).

O grupo se concentrou em três músculos das pernas que desempenham papéis essenciais no movimento dos insetos: um para propulsão, um para rigidez articular e um para transição entre ficar em pé e balançar a perna. Os experimentos envolveram os pesquisadores mantendo o corpo dos bichos-pau fixo e estimulando eletricamente um dos três músculos das pernas para produzir movimentos semelhantes aos do caminhar.

A pesquisa foi liderada por Dai Owaki, professor associado do Departamento de Robótica da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Tohoku. Os experimentos foram conduzidos na Universidade de Bielefeld, na Alemanha, em um laboratório dirigido pelos professores Volker Dürr e Josef Schmitz.

“Com base em nossas medições, poderíamos gerar um modelo que previsse o torque criado quando diferentes padrões de estimulação elétrica fossem aplicados a um músculo da perna”, ressalta Owaki. “Também identificamos uma relação quase linear entre a duração da estimulação elétrica e o torque gerado, o que significa que poderíamos prever quanta força de torção geraríamos apenas observando a duração do pulso elétrico aplicado.”

Usando apenas algumas medições, Owaki e seus colaboradores conseguiram aplicar isso a cada inseto individual. Como resultado destas descobertas, os cientistas serão capazes de refinar o controlo motor de robôs biohíbridos sintonizados, tornando os seus movimentos mais precisos.

Embora a equipe saiba que seus insights podem levar a dispositivos adaptáveis ​​e altamente móveis com diversas aplicações, eles ainda citam alguns desafios importantes que precisam ser abordados. “Primeiro, o teste do modelo precisa ser implementado em insetos que andam livremente, e os estímulos elétricos devem ser refinados para imitar mais de perto os sinais neuromusculares naturais”, acrescenta Owaki.