Um robô com rodas rola pelo chão. Uma estrela robótica de corpo mole dobra suas cinco pernas, movendo-se de maneira desajeitada.
Alimentadas por eletricidade convencional via tomada ou bateria, essas simples criações robóticas seriam irrelevantes, mas o que diferencia essas duas? robôs é que eles são controlado por uma entidade viva: um cogumelo ostra rei.
Ao cultivar micélio de cogumelo, ou seja, seus filamentos semelhantes a raízes, no hardware do robô, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, projetou dois tipos de robôs que perceber e responder ao ambienteaproveitando o sinais elétricos gerados pelo fungo e sua sensibilidade à luz.
Os robôs são a mais recente conquista dos cientistas em um campo conhecido como robótica bio-híbridaque procura combinar materiais biológicos e vivoscomo células vegetais e animais ou insetos, com componentes sintéticos para criar entidades parcialmente vivas e parcialmente mecânicas.
Os robôs biohíbridos ainda não saíram do laboratório, mas os pesquisadores esperam que um dia as águas-vivas robóticas possam explorar os oceanos, os robôs movidos a esperma possam fornecer tratamentos de fertilidade e as baratas ciborgues possam procurar sobreviventes após um terremoto.
“Mecanismos, incluindo computação, compreensão e ação em resposta, existem no mundo biológico e no mundo artificial que os humanos criaram, e a biologia, na maior parte, é melhor nisso do que os nossos sistemas artificiais”, disse Robert Shepherd, autor sênior de um estudo detalhando os robôs, publicado em 28 de agosto na revista Science Robotics.
“A biohibridização é uma tentativa de encontrar componentes no mundo biológico que possamos aproveitar, compreender e controlar para ajudar nossos sistemas artificiais a funcionar melhor”, acrescentou Shepherd, professor de engenharia mecânica e aeroespacial na Universidade Cornell que lidera o Laboratório de Robótica Orgânica de a instituição.
Parte fungo, parte máquina
A equipe começou cultivando cogumelos ostra rei (Pleurotus eryngii) no laboratório a partir de um kit simples encomendado online. Os pesquisadores escolheram esta espécie de cogumelo porque cresce com facilidade e rapidez.
Eles cultivaram as estruturas filamentosas do cogumelo, ou micélio, que podem formar redes que, segundo o estudo, podem sentir, comunicar e transportar nutrientes – funcionando um pouco como os neurônios de um cérebro. Infelizmente, não é estritamente correto chamar essas criações de “robôs cogumelos”. O cogumelo é o fruto do fungo – os robôs são alimentados pelo micélio semelhante a uma raiz.
O micélio produz pequenos sinais elétricos e pode ser conectado a eletrodos.
Andrew Adamatzky, professor de computação não convencional na Universidade do Oeste da Inglaterra, em Bristol, Inglaterra, que constrói computadores a partir de fungos, disse que não está claro como os fungos produzem sinais elétricos.
“Ninguém sabe ao certo”, disse Adamatzky, que não esteve envolvido na pesquisa, mas a revisou antes da publicação.
“Essencialmente, todas as células vivas produzem picos semelhantes aos do potencial de ação, e os fungos não são exceção.”
A equipe de estudo achou difícil projetar um sistema que pudesse detectar e usar os pequenos sinais elétricos do micélio para comandar o robô.
“Você precisa ter certeza de que o eletrodo toca na posição correta porque os micélios são muito finos. Não há muita biomassa lá”, disse o autor principal Anand Mishra, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Robótica Orgânica de Cornell. “Então você os cultiva e, quando os micélios começam a crescer, eles se enrolam no eletrodo.”
Mishra projetou uma interface elétrica que lê com precisão a atividade elétrica bruta do micélio, processa-a e converte-a em informação digital que pode ativar os atuadores ou peças móveis do robô.
Os robôs foram capazes de andar e rolar em resposta aos picos eléctricos gerados pelos micélios, e quando Mishra e os seus colegas estimularam os robôs com luz ultravioleta, mudaram o seu ritmo e trajectória, mostrando que eram capazes de responder ao seu ambiente.
“Os cogumelos realmente não gostam de luz”, disse Shepherd. “Com base na diferença de intensidades (de luz), você pode obter diferentes funções do robô. Ele se moverá mais rápido ou se afastará da luz.”
Trabalho “emocionante”
É emocionante ver mais trabalhos em robótica biohíbrida que vão além dos tecidos humanos, animais e de insetos, disse Victoria Webster-Wood, professora associada do Grupo de Robótica Biohíbrida e Orgânica da Universidade Carnegie Mellon em Pittsburgh, Estados Unidos.
“Os fungos podem ter vantagens sobre outras abordagens biohíbridas em termos das condições necessárias para mantê-los vivos”, disse Webster-Wood, que não esteve envolvido na investigação.
“Se eles forem mais robustos às condições ambientais, isso poderia torná-los um excelente candidato para robôs bio-híbridos para aplicações na agricultura e monitoramento ou exploração marinha.”
O estudo observou que os fungos podem ser cultivados em abundância e prosperar em muitos ambientes diferentes.
Os pesquisadores operaram o robô com rodas sem um cabo conectando-o ao hardware elétrico, um feito que Webster-Wood considerou particularmente notável.
“Robôs biohíbridos verdadeiramente livres de cabos são um desafio no campo”, disse ela por e-mail, “e vê-los conseguir isso com o sistema de micélio é bastante emocionante”.
Robótica bio-híbrida no mundo real
A tecnologia controlada por fungos poderia ter aplicações na agricultura, disse Shepherd.
“Nesse caso, usamos a luz como insumo, mas no futuro será a química. O potencial para futuros robôs poderia ser detectar a química do solo em culturas em linha e decidir quando adicionar mais fertilizante, por exemplo, talvez mitigando os efeitos posteriores da agricultura, como a proliferação de algas nocivas”, disse ele ao *Cornell Chronicle*.
Os robôs controlados por fungos, e a computação fúngica de forma mais ampla, têm um enorme potencial, de acordo com Adamatzky.
Ele disse que seu laboratório produziu mais de 30 dispositivos de detecção e computação usando fungos vivos, incluindo o cultivo de uma pele autônoma para robôs que pode reagir à luz e ao toque.
“Quando é fornecido um sistema de transmissão adequado, o robô pode, por exemplo, monitorar a saúde dos sistemas ecológicos. O controlador de fungos reagiria às mudanças, como a poluição do ar, e orientaria o robô de acordo”, disse Adamatzky por e-mail.
“O surgimento de mais um dispositivo fúngico, um controlador robótico, demonstra de forma emocionante o notável potencial dos fungos.”
Rafael Mestre, professor da Escola de Eletrônica e Ciência da Computação da Universidade de Southampton, no Reino Unido, que trabalha nas implicações sociais, éticas e políticas das tecnologias emergentes, disse que se os robôs bio-híbridos se tornarem mais sofisticados e forem implantados no oceano ou outro ecossistema, isso poderia perturbar o habitat, desafiando a distinção tradicional entre vida e máquina.
“Você está colocando essas coisas na cadeia alimentar de um ecossistema em um lugar onde não deveriam estar”, disse Mestre, que não esteve envolvido no novo estudo. “Se você liberá-lo em grande número, pode ser perturbador. Não vejo, neste momento, que esta investigação em particular tenha fortes preocupações éticas. Mas se continuar a desenvolver-se, penso que é crucial considerar o que acontece quando o libertamos.”
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