Eletrônicos comestíveis estão sendo desenvolvidos para auxiliar operações de resgate e entrar em pacientes hospitalares

O professor Dario Floreano é um roboticista e engenheiro suíço-italiano envolvido em um empreendimento de pesquisa ousado: a criação de robôs comestíveis e eletrônicos digeríveis.

Por mais contra-intuitivo que possa parecer, combinar a ciência alimentar e a ciência robótica poderia produzir enormes benefícios. Estas vão desde o transporte aéreo de alimentos até à monitorização avançada da saúde.

Quebra de limites

“Nosso objetivo é começar a substituir peças eletrônicas por componentes comestíveis”, disse Floreano, diretor do Laboratório de Sistemas Inteligentes do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne.

Ele lidera um projeto que visa ampliar os limites da pesquisa em robótica, criando robôs que podem ser comidos e alimentos que se comportam como robôs.

Chamado ROBOFOOD, o projeto de quatro anos está programado para durar até setembro de 2025. A equipe inclui pesquisadores da Suíça, Itália, Holanda e Reino Unido.

Floreano data o início de seu interesse pela ideia de casar comida e robótica com um comentário descartável feito em 2017 por um pesquisador de pós-doutorado que saía de uma reunião semanal de laboratório em Lausanne.

O pesquisador – Jun Shintake – observou que a principal diferença entre robôs e sistemas vivos é que os robôs não podem ser comidos por outras formas de vida.

Floreano começou a pensar em possíveis formas de mudar isso.

Bolos voadores

A equipe ROBOFOOD já construiu um drone com asas de bolinhos de arroz coladas com óleos comestíveis e chocolate. O feito foi alcançado em colaboração com a Universidade de Wageningen, na Holanda.

“Criamos o primeiro drone onde 50% da sua massa era comestível”, disse Floreano.

Os investigadores inspiraram-se na noção de que os drones utilizados em resgates de emergência podem não só localizar pessoas — ou animais perdidos — e até entregar medicamentos ou alimentos vitais, mas também atuar eles próprios como nutrição.

Floreano disse que os componentes comestíveis do drone ROBOFOOD eram suficientes para atender aos padrões das Nações Unidas para as necessidades alimentares em uma crise.

“Essas peças forneciam a nutrição recomendada pela ONU para quem está em situações de emergência”, disse ele.

O desafio aqui é construir asas com materiais comestíveis que sejam robustos o suficiente para resistir ao vento, à chuva e às altas temperaturas.

Sensores intestinais

Estendendo o conceito à saúde, os pesquisadores do projeto também produziram eletrônicos comestíveis que poderiam ajudar a tratar ou monitorar doenças intestinais.

Em colaboração com um especialista em robótica da Universidade de Bristol, no Reino Unido, Professor Jonathan Rossiter, a equipa desenvolveu sensores digeríveis que – ao contrário dos dispositivos atuais para o intestino – não precisam de ser excretados ou recuperados do paciente.

Os sensores digestíveis evitam o risco de permanência de materiais no corpo.

Embora sejam necessários mais testes e desenvolvimento, os sensores sinalizam a viabilidade da construção de peças de máquinas digeríveis.

Objetivo de comer tudo

Em mais um avanço, o projeto desenvolveu uma versão comestível do componente que torna um robô capaz de funcionar.

O componente, conhecido como atuador, é a parte da máquina que a auxilia na realização de movimentos físicos, convertendo energia em força mecânica.

Em outras palavras, é a parte que permitiria ao robô fazer algo útil depois que uma pessoa o engolisse.

Nesse contexto, a peça comestível da máquina ROBOFOOD marca um grande passo em direção a robôs que sejam totalmente funcionais e comestíveis.

Procure por interruptores

Um benefício adicional de toda essa direção de pesquisa é ambiental. Materiais e processos de qualidade alimentar que possam ser facilmente decompostos ou mesmo digeridos ajudariam a combater as crescentes quantidades de lixo eletrónico no mundo.

Um dos parceiros da ROBOFOOD é um engenheiro eletrônico chamado Dr. Mario Caironi, pesquisador sênior do Instituto Italiano de Tecnologia de Gênova.

Caironi tem enfrentado o principal desafio na criação de tecnologia comestível: substituir os eletrônicos do dia a dia por coisas que as pessoas possam digerir.

“Começamos procurando materiais comestíveis, principalmente derivados de alimentos, para fazer aparelhos eletrônicos”, disse ele.

Caironi esboçou uma visão futurista dos eletrônicos comestíveis em um artigo publicado em 2020.

Ele se inspirou em um livro clássico de ficção científica chamado “Fantastic Voyage”, do falecido escritor americano Isaac Asimov.

No livro, quatro homens e uma mulher são reduzidos a uma fração microscópica de seus tamanhos originais e enviados em um submarino miniaturizado através da artéria carótida de um homem em coma para destruir um coágulo sanguíneo em seu cérebro.

Avanço da bateria

Além de sua função na ROBOFOOD, Caironi lidera pesquisas separadas sobre “alimentos eletrônicos”. Chamado ELFO, o projeto de cinco anos vai até agosto de 2025 e projeta sistemas eletrônicos comestíveis para fins de saúde.

Em março de 2023, a equipe ELFO revelou a primeira bateria recarregável comestível. Para certas aplicações, como sensores de alimentos, a bateria pode ser reutilizada em vez de jogada fora.

Era feito de ingredientes alimentares comuns e suplementos dietéticos envoltos em cera de abelha. A bateria poderia funcionar por cerca de 10 minutos, reforçando as esperanças de que versões mais avançadas pudessem alimentar dispositivos médicos engolidos por pacientes.

Caironi conversou com médicos na Itália sobre seu desejo de oferecer aos pacientes um dispositivo eletrônico comestível seguro que, depois de engolido, pudesse diagnosticar ou tratar uma doença intestinal.

Transistores naturais

Os cientistas da ELFO vasculharam a literatura científica em busca de materiais comestíveis adequados como isolantes, condutores e semicondutores – todos necessários para fazer circuitos eletrônicos.

O grupo descobriu que o material folheado a ouro usado por alguns chefs pode servir como fiação para dispositivos comestíveis, enquanto o mel pode ser usado como semicondutor natural.

Os semicondutores são necessários para os transistores, que são engrenagens cruciais em qualquer circuito. Outros candidatos a semicondutores na natureza incluem corantes e pigmentos, segundo Caironi.

Como exemplo, ele disse que o beta-caroteno – um pigmento vermelho-laranja abundante na cenoura, abóbora, batata doce e manga – é um semicondutor natural razoavelmente bom se processado corretamente e for comestível.

Grandes ambições e recompensas

O grupo ELFO está reunindo o máximo de material comestível possível para fazer uma pílula alimentada por bateria que emitiria um sinal eletrônico e poderia ser rastreada enquanto se move através do intestino do paciente.

A pílula poderia, por exemplo, ser instruída a administrar um medicamento ao chegar a um local específico do intestino.

O plano dos pesquisadores da área é continuar fabricando componentes comestíveis e reuni-los em dispositivos eletrônicos. Dessa forma, esses dispositivos conterão cada vez mais componentes digeríveis.

De volta à Suíça, a equipe de Floreano está imprimindo uma etiqueta para cada robô indicando seu perfil nutricional e percentual de partes comestíveis.

Com essas medidas, o cenário em que um alpinista perdido e faminto recebe um drone de resgate rotulado como 100% comestível não pertence mais apenas ao reino da ficção científica.

“Estamos procurando problemas para os quais achamos que podemos encontrar uma solução”, disse Floreano. “Queremos correr riscos elevados para tentar obter recompensas elevadas se tivermos sucesso.”

Este artigo foi publicado originalmente em Horizontea Revista de Investigação e Inovação da UE.