Mariposas cibernéticas são projetadas para sobrevoar áreas de desastres

Foto: Wikimedia

Ciborgues ameaçadores – metade homem, metade máquina – têm sido um tema de ficção científica durante décadas. Conhecemos os Cybermen, em Doctor Who, o Borg, de Star Trek e, claro, o Dr. Julius No, do filme de James Bond – Dr. No. Mas, agora, os cientistas estão desenvolvendo algo bem menos sinistro: uma mariposa cibernética.

Na Universidade do Estado da Carolina do Norte (NCSU), nos EUA, pesquisadores estão desenvolvendo pequenas mochilas para as mariposas. O mecanismo funcionará com o envio de sinais elétricos para os músculos que controlam as asas, permitindo que os cientistas controlem os insetos em pleno voo.

Felizmente, esses “borgs” não estão sendo desenvolvidos para fins ameaçadores. Em vez disso, os engenheiros envolvidos em seu desenvolvimento preveem que as mariposas sejam equipadas com sensores minúsculos para que voem sobre uma zona de desastre para procurar sobreviventes.

Em uma pesquisa publicada no Journal of Experiments Visualised, os engenheiros da NCSU explicam como eles analisam os sinais elétricos que controlam os músculos do voo da mariposa. A ideia é que, ao compreender como funciona o mecanismo, eles sejam capazes de implantar eletrodos nesses músculos para que os voos sejam controlados com precisão.

“Controlar uma mariposa em voo é um desafio, porque ela precisa levar uma mochila. Ela está voando em um espaço 3D, enquanto manobra e equilibra o seu peso no ar”, diz Alper Bozkurt, professor assistente de engenharia elétrica e de computação na NCSU.

Até agora, os pesquisadores NCSU conseguiram controlar as mariposas a partir de minúsculos balões. Os dirigíveis foram preenchidos com um volume de hélio para suspender as mariposas e suas cargas no ar, fazendo com que o controle de seu voo seja um pouco mais simples.

À medida que os cientistas aprendem sobre o controle nervoso do batimento da asa da mariposa, os pesquisadores esperam conseguir dispensar os balões para que as mariposas voem livremente.

Para investigar os sistemas neurais de controle de voo, as mariposas foram colocadas dentro de uma faixa circular de luzes LED. “É como um teatro Imax 3D para insetos”, diz Bozkurt. Dentro do anel de LED, as mariposas foram suspensas em uma plataforma que levitou graças a eletroímãs, permitindo-lhes virar à esquerda ou à direita. À medida que as luzes LED se moviam, as mariposas se viraram em direção à luz. E assim os pesquisadores monitoraram os músculos e os sinais elétricos.

Parece que um monte de problemas estão por vir. Mas como os grandes drones agora estão sendo empregados para tudo – de ataques aéreos a fotografia aérea -, desenvolver máquinas voadoras do tamanho de insetos tem se mostrado um pouco mais problemático.

“Na escala entre 5 e 10 cm, temos bons exemplos de insetos que voam”, diz Michel Maharbiz, professor de Engenharia na Universidade da Califórnia. “Abaixo de cinco centímetros existem alguns esforços para desenvolver algo, mas os insetos não podem voar por muito tempo e suas estruturas se desgastam”, explica.

O perfil mais alto, e sem dúvida a micromáquina voadora mais avançada, é do RoboBee, desenvolvido na Universidade de Harvard. Este robô do tamanho de uma abelha pesa menos de um décimo de grama e pode levantar do chão e pairar no ar enquanto amarrado a uma fonte de energia.

Mas é provável que haja uma década antes que o Robobee seja avançado o suficiente para ser colocado em prática.

“Eu amo essa pesquisa, mas temos um caminho a percorrer antes que possamos ter algo tão ágil como uma barata ou gafanhoto voando em ambientes públicos enquanto são monitorados”, diz Maharbiz, que em 2009, projetou um voo de um besouro por controle remoto.

Outros insetos ciborgues foram desenvolvidos, como baratas e até mesmo pequenas moscas. Em parte, o interesse em minúsculos ciborgues tem sido impulsionado pelos avanços na tecnologia aplicada em smartphones.

“Agora podemos apertar um monte de funções e informações em um quadrado de poucos milímetros”, diz Bozkurt.

Alguns questionam a ética de estimular os insetos eletricamente. “Às vezes recebo e-mails de pessoas perguntando se não é antiético torturar insetos, induzindo dor neles”, conta Bozkurt. “Como nós percebemos, o conceito de dor não existe em insetos porque eles não têm os receptores de dor necessários e circuitos neurais relacionados à dor. Nossa estimulação está no nível do microvolt.

Bozkurt vem trabalhando com baratas dirigidas com controle remoto, bem como mariposas. “Nós temos o controle incrível”, diz ele. “Podemos desenhar uma linha e usar um controlador de dois joysticks para fazer com que as baratas o sigam com precisão”, explica o professor.

No próximo mês, Bozkurt vai começar um projeto de colaboração com o financiamento do Departamento de Energia dos Estados e com o Savannah River National Laboratory, na Carolina do Sul.

A proposta é investigar se as baratas “robôs” podem ser enviadas para usinas nucleares e instalações de pesquisa nuclear para testar se há vazamentos.

“Em um ambiente como uma planta nuclear, que é um espaço fechado, podemos ajudar a mariposa a levantar sua carga. Pretendemos fazer isso em um ou dois anos”, conta Bozkurt.

“Mas para que os insetos tenham um voo completamente livre, precisaremos miniaturizar nossa mochila. Já este processo pode levar mais cinco anos”, completa o professor Bozkurt.

Assim, as mariposas e baratas robôs vão surgir antes mesmo que os drones em miniatura inteiramente artificiais. “Sim, eu acho que é possível, mas não há nada de mágico sobre a maneira como os insetos são projetados. É apenas uma questão de descobrir quais são os princípios e projetar sistemas que os utilizam”, explica Maharbiz.

© 2014, Newsweek, Inc. Todos os direitos reservados.