Pesquisadores Conectam Orelha de Gafanhoto a Robô

Em um desenvolvimento incrível na área de robótica, pesquisadores da Universidade de Tel Aviv conectaram com sucesso a orelha de um gafanhoto morto a um robô. O robô foi capaz de receber os sinais elétricos da orelha e responder, e os pesquisadores demonstraram que, se eles aplaudirem uma vez, a orelha do gafanhoto ouve o som, resultando no robô se movendo para frente. Se os pesquisadores aplaudirem duas vezes, o robô se move para trás.

O projeto foi liderado por Idan Fishel, um estudante de mestrado conjunto supervisionado pelo Dr. Ben M. Maoz da Faculdade de Engenharia Iby e Aladar Fleischman e da Escola de Neurociência. Outros nomes envolvidos no trabalho incluem os Professores Yossi Yovel e Amir Ayali da Escola de Zoologia e da Escola de Neurociência Sagol, bem como o Dr. Antonny Sheinin, Idan, Yoni Amit e Neta Shavil.

A pesquisa foi publicada no jornal Sensors.

Integrando Sistemas Biológicos em Sistemas Tecnológicos

A equipe começou examinando as vantagens dos sistemas biológicos e como eles poderiam ser integrados em sistemas tecnológicos. Eles também olharam para como os sentidos de gafanhotos mortos poderiam ser usados como sensores de robôs.

“Escolhemos o sentido da audição, porque ele pode ser facilmente comparado às tecnologias existentes, em contraste com o sentido do olfato, por exemplo, onde o desafio é muito maior”, diz o Dr. Maoz. “Nossa tarefa foi substituir o microfone eletrônico do robô por uma orelha de gafanhoto morto, usar a capacidade da orelha de detectar os sinais elétricos do ambiente, neste caso vibrações no ar, e, usando um chip especial, converter a entrada do inseto para a do robô.”

Os pesquisadores primeiro construíram um robô que pudesse responder a sinais ambientais, seguido por isolar e caracterizar uma orelha de gafanhoto morta e mantê-la viva. Na etapa final da pesquisa, a equipe foi capaz de encontrar uma maneira de utilizar os sinais recebidos pela orelha do inseto para que eles pudessem ser usados pelo robô. De acordo com os pesquisadores, o robô poderia “ouvir” os sons e então responder de acordo.

“O laboratório do Prof. Ayali tem uma grande experiência trabalhando com gafanhotos e desenvolveu habilidades para isolar e caracterizar a orelha”, explica o Dr. Maoz. “O laboratório do Prof. Yovel construiu o robô e desenvolveu um código que permite que o robô responda a sinais elétricos auditivos. E meu laboratório desenvolveu um dispositivo especial — Ear-on-a-Chip — que permite que a orelha seja mantida viva durante o experimento, fornecendo oxigênio e alimento para o órgão, enquanto permite que os sinais elétricos sejam retirados da orelha do gafanhoto e amplificados e transmitidos para o robô.

Mais Sensível e Eficiente em Energia

De muitas maneiras, os sistemas biológicos são muito superiores aos sistemas tecnológicos. Eles não são apenas mais sensíveis, mas também são mais eficientes em energia.

“Em geral, os sistemas biológicos têm uma grande vantagem sobre os sistemas tecnológicos — tanto em termos de sensibilidade quanto em termos de consumo de energia”, continua o Dr. Maoz. “Essa iniciativa dos pesquisadores da Universidade de Tel Aviv abre a porta para integrações sensoriais entre robôs e insetos — e pode tornar muitos desenvolvimentos mais cumbersomes e caros no campo da robótica redundantes.”

“Deve-se entender que os sistemas biológicos gastam uma quantidade negligenciável de energia em comparação com os sistemas eletrônicos. Eles são miniaturizados e, portanto, também extremamente econômicos e eficientes. Para fins de comparação, um laptop consome cerca de 100 watts por hora, enquanto o cérebro humano consome cerca de 20 watts por dia”, diz o Dr. Maoz. “A natureza é muito mais avançada do que nós, então devemos usá-la. O princípio que demonstramos pode ser usado e aplicado a outros sentidos, como olfato, visão e toque. Por exemplo, alguns animais têm habilidades incríveis para detectar explosivos ou drogas; a criação de um robô com um nariz biológico poderia nos ajudar a preservar vidas humanas e identificar criminosos de uma maneira que não é possível hoje. Alguns animais sabem detectar doenças. Outros podem sentir terremotos. O céu é o limite.”

Muitos avanços no campo da robótica podem ser atribuídos à inspiração da natureza. Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de insetos, que são constantemente utilizados por pesquisadores que tentam recriar suas eficiências entre sistemas robóticos.