Robô explica locomoção dos vertebrados

Um robô que se adapta à água e à terra oferece aos cientistas uma oportunidade de duas vias, em que a biologia ajuda a tecnologia e vice-versa. Além de contribuir para mostrar aos pesquisadores como os animais vertebrados se locomovem, essa máquina que imita características da natureza pode atuar futuramente em cenários de risco, como no resgate de pessoas em enchentes. O autômato desenvolvido na Suíça pesa cerca de três quilos e mede 85 centímetros.

Para desenvolver a novidade, pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) criaram uma estrutura parecida com a de uma salamandra. “A possibilidade de transição do meio aquático para o terrestre representa um desenvolvimento chave na evolução dos vertebrados. E muitas vezes a robótica imita as habilidades que foram melhoradas durante milhões de anos na biologia”, explicou Auke Ijspeert, professor de ciência da computação e líder do estudo.

Na água, a salamandra produz espécies de ondas em toda sua estrutura, enquanto deixa as patas para trás. Já em terra, ela se locomove mais lentamente e move suas patas de maneira oposta (pata traseira direita, pata dianteira esquerda). “Nosso sistema cria as ordens necessárias para que o robô se locomova da maneira como queremos”, disse Ijspeert.

A máquina muda sua velocidade, direção e a maneira como se movimenta de acordo com sinais elétricos enviados via laptop e reproduzidos por osciladores – esses equipamentos responsáveis pelas descargas representam os nervos da medula espinhal. Isso sugere que a locomoção de vertebrados como a salamandra é controlada por mecanismos nervosos nessa mesma região.

Segundo o especialista, o sistema pode ser útil no futuro para o resgate de sobreviventes em cidades atingidas por enchentes e furacões. “O robô controlado remotamente por um humano poderia realizar esse tipo de busca”, exemplifica o especialista. Outra possibilidade é que o estudo sirva de base para outras pesquisas relacionadas a problemas na medula espinhal de seres humanos.

Os circuitos neurais do robô envolvidos na locomoção terrestre e aquática e pode trazer pistas sobre o mecanismo evolutivo que levou os vertebrados a ganhar a terra firme há dezenas de milhões de anos. Criado por uma equipe franco-suíça, o robô é inspirado na salamandra – anfíbio que se locomove de forma similar à dos primeiros vertebrados terrestres.

Clique AQUI para ver um vídeo do robô entrando num lago.

Do ponto de vista neurológico, a transição da natação para a locomoção em terra firme na salamandra depende apenas de uma mudança na intensidade de um sinal cerebral. A equipe de Jan Auke Ijspeert desenvolveu um modelo matemático que descreve essa transição e testou-o no robô, alimentado por sinais elétricos que reproduzem a medula espinhal da salamandra.

O teste, descrito na Science desta semana, confirmou que bastou mudar a intensidade do sinal para alterar o padrão de movimento do robô. O resultado indica que os primeiros vertebrados a ganhar a terra não precisaram desenvolver um circuito neural específico para a tarefa.

Fontes: Ciência Hoje e G1

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