Investigadores estudam insetos ciborgues para melhorar o controlo de robôs bio-híbridos

Os insetos ciborgues, uma fusão de insetos vivos e estímulos eletrónicos para controlar os seus movimentos, já não são matéria de ficção científica.

De acordo com um estudo recente publicado na revista eLife, os insetos ciborgues podem ter potencial para o desenvolvimento de dispositivos pequenos, altamente móveis e eficientes.

No entanto, devido às variações nos sistemas nervoso e muscular dos diferentes insetos, existem desafios significativos no avanço desta tecnologia, que ainda se encontra na sua fase inicial.

Relação entre a estimulação elétrica e o binário

Conduzida por uma equipa liderada por Dai Owaki, professor associado do Departamento de Robótica da Escola Superior de Engenharia da Universidade de Tohoku, a nova investigação explora a relação entre a estimulação elétrica e o binário (a força de torção que move a perna) nos músculos das pernas dos insetos-pau.

O estudo centrou-se em três músculos das pernas essenciais para o movimento dos insetos: um para a propulsão, outro para a rigidez das articulações e outro para a transição entre a posição de pé e o balanço da perna. Os investigadores realizaram experiências em que estimularam eletricamente um único músculo da perna, mantendo o corpo do inseto-pau imobilizado, produzindo movimentos semelhantes aos da marcha.

"Com base nas nossas medições, foi possível criar um modelo que previa o binário criado quando diferentes padrões de estimulação elétrica eram aplicados aos músculos da perna", explicou Owaki.

"Também identificámos uma relação quase linear entre a duração da estimulação elétrica e o binário gerado, o que significa que podíamos prever a força de torção que iríamos gerar olhando apenas para a duração do impulso elétrico aplicado."

Aplicações potenciais e investigação futura

Estes conhecimentos permitirão aos cientistas melhorar o controlo motor dos robôs bio-híbridos, aumentando a precisão dos seus movimentos. No entanto, a equipa de investigação reconhece a necessidade de mais investigação, delineando alguns dos passos que devem ser dados.

"Em primeiro lugar, é necessário implementar testes de modelos em insetos que andam livremente e aperfeiçoar os estímulos elétricos para imitar mais de perto os sinais neuromusculares naturais", acrescenta Owaki.

Embora subsistam desafios, este estudo representa um avanço significativo na compreensão da dinâmica dos insetos ciborgues e é promissor para o desenvolvimento de dispositivos adaptáveis e altamente móveis com diversas aplicações.