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Biorrobô meio máquina e meio vivo abre caminho para máquinas vivas


Visualização artística dos robôs híbridos, máquinas controladas e impulsionadas por células vivas.
[Imagem: Michael Vincent]

Robôs meio biológicos

Dispositivos robóticos macios, acionados por tecido neuromuscular que disparam quando estimulados pela luz, mostraram que podemos estar mais perto de construir biorrobôs autônomos do que imaginávamos.

Em 2014, as equipes dos professores Taher Saif e Rashid Bashir, da Universidade de Illinois, nos EUA, inspiraram-se nos espermatozoides para desenvolver os primeiros biobots autopropulsores alimentados por células musculares cardíacas derivadas de ratos.

"Aquela geração de bots de cauda única utilizou tecido cardíaco que bate por si só, mas eles não podiam sentir o ambiente ou tomar decisões," ressalva Saif.

Por isso eles construíram uma nova geração de biorrobôs de cauda dupla, impulsionados por tecido muscular esquelético, tecido este estimulado por neurônios motores. Os neurônios têm propriedades optogenéticas, disparando quando controlados por luz.

"Nós usamos modelos computacionais [...] para determinar quais atributos físicos levariam à natação mais rápida e eficiente," disse Saif. "Por exemplo, analisamos variações no número de caudas e comprimentos de cauda para o design mais eficiente do nadador bio-híbrido".


Processo de fabricação e foto do protótipo de biorrobô.
[Imagem: Onur Aydin et al. - 10.1073/pnas.1907051116]

Máquinas vivas

Agora que dominaram a técnica de controle do movimento usando os neurônios, a equipe pretende ir além e usar redes neurais com controle hierárquico, de forma a atingir movimentos mais complexos e, eventualmente, programáveis.

Saif afirma que ele e sua equipe vislumbram esse avanço levando ao desenvolvimento de sistemas sintéticos vivos e multicelulares com a capacidade de responder de maneira inteligente às informações ambientais, para aplicações em tecnologias de bioengenharia, medicina e materiais com capacidade de autocura.

No entanto, eles reconhecem que, assim como os organismos vivos, seus biorrobôs não poderão ser construídos da mesma forma que robôs mecatrônicos em uma linha de produção.

"Assim como os gêmeos não são verdadeiramente idênticos, duas máquinas projetadas para desempenhar a mesma função não serão as mesmas," comentou Saif. "Uma delas poderá se mover mais rápido ou curar-se de danos de maneira diferente da outra - um atributo exclusivo das máquinas vivas."

Em outras palavras, quando seu biorrobô nascer, será preciso esperar para ver qual a sua personalidade, e só então decidir se ele é adequado para desempenhar a função que você espera dele.

Bibliografia:

Artigo: Neuromuscular actuation of biohybrid motile bots
Autores: Onur Aydin, Xiaotian Zhang, Sittinon Nuethong, Gelson J. Pagan-Diaz, Rashid Bashir, Mattia Gazzola, M. Taher A. Saif
DOI: 10.1073/pnas.1907051116

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

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