Biorobótica abre novas perspetivas sobre a vida secreta dos insetos

Um sistema que utilize a biorobótica pode seguir as abelhas e os insectos com novos detalhes e, assim, aprender mais sobre o seu verdadeiro comportamento e a sua reação às mudanças no ambiente.

Abelha entre as flores
Abelha antes de pousar numa flor. Crédito: Straw Lab, Universidade de Freiburg.

Uma tecnologia que combina robótica, iluminação infravermelha e um marcador retrorrefletor permite aos cientistas seguir os insetos enquanto estes voam nos seus habitats. Os investigadores oferecem uma solução com o sistema de localização Fast Lock-On (FLO). Este sistema responde à necessidade de monitorizar com precisão o comportamento dos insetos, o que constitui um desafio para os ecologistas.

Seguir os insetos é uma tarefa complicada

O Dr. Thang Vo-Doan, diretor do UQ Biorobotics Lab da Universidade de Queensland, explica a dificuldade: “Não é uma tarefa fácil porque, para estudar o comportamento dos insetos num ambiente natural, é necessário não só observar a trajetória de voo do inseto, mas também ter imagens de grande ampliação (zoom) do inseto".

Com os métodos convencionais, como o radar, só é possível seguir a trajetória do inseto. O radar, por si só, não tem o elevado nível de pormenor do comportamento do inseto, como o movimento das pernas, da cabeça ou das asas.

A equipa de investigação encontrou uma forma de contornar esta situação. “Equipámos o inseto com um marcador retrorrefletor leve que lhe dá uma gama completa de movimentos”, diz o Dr. Vo-Doan.

O marcador é monitorizado por um sensor ótico robótico. Utiliza um tipo de iluminação infravermelha paraxial. Este sistema de processamento de imagem relativamente simples pode localizar um inseto em milissegundos.

"Ao partilhar o caminho ótico com uma câmara de alta velocidade, podemos captar imagens precisas, de alta resolução e em câmara lenta do inseto na natureza. Ao combinar o sistema FLO com um drone, podemos alargar o alcance do rastreio na natureza para mais de 100 metros.

A vida secreta dos insetos

Embora os insetos sejam importantes para os ecossistemas de todo o mundo, pouco se sabe sobre o seu comportamento. Os insetos voadores podem ser difíceis de seguir. As abelhas, por exemplo, são importantes polinizadores que mantêm a biodiversidade e a segurança alimentar. O pequeno tamanho e a velocidade destes insetos dificultam o seu estudo no seu ambiente natural.

“As câmaras fixas podem captar imagens de alta resolução, mas apenas até o inseto voar. Os sistemas de radar podem segui-los a uma certa distância, mas não podem fornecer imagens de alta ampliação”, diz o Dr. Vo-Doan.

Observação pormenorizada

A tecnologia FLO proposta permite aos investigadores seguir um inseto ao longo de quilómetros e observá-lo em pormenor. Com o FLO, a equipa tem “imagens de alta ampliação ou de alta resolução do inseto, pelo que sabemos como os insetos se comportam e o que estão a fazer”.

"Quando o inseto navega na natureza, pousa na flor, por exemplo. Sabemos onde se move a cabeça ou os olhos, como as asas interagem com o ambiente ou como as patas alcançam o alimento".

Isto permite ver como os insetos interagem com o seu ambiente e reagem a condições como o tempo chuvoso, obstáculos ou predadores. Pode mesmo ver exatamente como uma abelha move a cabeça e os olhos quando voa, como as suas asas se movem quando pousa nas flores ou como as suas pernas alcançam o alimento.

Que insetos foram seguidos?

Os cientistas conseguiram localizar abelhas, abelhões e gafanhotos. No futuro, a tecnologia poderá ser aplicada a uma gama mais vasta de insetos. Poderá mesmo ser utilizada para compreender o comportamento das abelhas sem ferrão, que são nativas da Austrália. Dados precisos sobre o voo e o movimento de insetos em grandes áreas podem fornecer informações sobre biossegurança, biodiversidade, controlo de pragas e declínio de insetos. Isto pode ser muito valioso numa altura em que o mundo enfrenta a perda de habitats e as alterações climáticas.

A investigação que torna mais visível a “vida secreta dos insetos” pode aumentar o conhecimento e a sensibilização para o declínio dos insetos. Os efeitos de fatores de stress como as alterações climáticas, a poluição ou os pesticidas nas populações de insetos podem ser descobertos para que possam ser apoiados e recuperados.

Referência da notícia:

- High-resolution outdoor videography of insects using Fast Lock-On tracking. Published in Science Robotics. Vo-Doan et al (2024). Straw Lab, University of Freiburg.