Robô-helicóptero voa com cérebro eletrônico de inseto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/02/2007

Os cientistas estão sempre procurando inspiração na natureza para aprimorar suas invenções. É o que se chama de biomimetismo. Um dos campos mais cheios de exemplos dessa fonte de inspiração é a robótica. Tanto que já se criou o campo da bio-robótica (ou biorrobótica), que procura descobrir formas de melhorar o desempenho dos robôs imitando o funcionamento de animais, principalmente insetos.

E foi justamente o vôo dos insetos que apaixonou o Dr. Nicolas Franceschini, do instituto de pesquisas CNRS, França. Afinal, como poderiam esses pequenos animais, com um cérebro do tamanho da cabeça de um alfinete, conseguir controlar com tanta precisão o seu vôo? E o que se poderia alcançar no campo da robótica se fosse possível contruir um cérebro eletrônico que duplicasse essa capacidade de controle?

Agora a equipe do Dr. Francheschini parece ter a resposta. Utilizando eletrodos de apenas alguns milésimos de milímetro, eles mapearam o funcionamento do cérebro de insetos durante o vôo e conseguiram duplicar seu mecanismo de controle, criando um cérebro eletrônico capaz de dirigir com perfeição um micro-helicóptero robótico.

Franceschini, juntamente com seus colegas Franck Ruffier e Julien Serres, descobriram o mecanismo que eles batizaram de "regulador de fluxo óptico," que controla a força de sustentação que os insetos possuem durante o vôo.

Vôo dos insetos

Quando um inseto, um pássaro, ou mesmo um piloto humano, estão voando, a imagem do solo imediatamente abaixo passa da parte frontal para a parte posterior do seu campo visual, formando um "fluxo óptico," que é definido como a velocidade angular com a qual o solo se move para trás.

Por definição, essa velocidade angular é igual à razão entre a velocidade horizontal e a altitude. O que o "regulador de fluxo óptico" faz é manter essa razão velocidade/altitude em um valor constante. É como um piloto-automático cerebral. Esse ajuste constante significa que o inseto não precisa saber nem sua velocidade e nem sua altitude, já que ele estará sempre em um vôo seguro.

Se surgir um vento contrário forte, sua velocidade será diminuída. Com isto, seu piloto automático o forçará a reduzir a altitude. Se o vento for tão forte que force o inseto a pousar, o pouso será tranqüilo, porque ele se dará a uma velocidade vertical igual a zero. Esse incrível controle de vôo de insetos e pássaros tem apaixonado os biólogos há décadas.

Helicóptero robótico com cérebro eletrônico

O próximo passo foi decodificar o funcionamento dos neurônios do inseto responsáveis pelo gerenciamento do seu piloto-automático - ou do seu fluxo regulador óptico, como dizem os cientistas. Utilizando microeletrodos ultrafinos e um microscópio especialmente adaptado, eles descobriram todo o percurso dos impulsos nervosos no interior do cérebro do inseto durante o vôo.

A partir desse mapeamento, os cientitas construíram um microcircuito eletrônico que imita o funcionamento desse fluxo regulador óptico. O circuito pesa apenas 0,2 gramas, o que o torna adequado para controlar o vôo de micro-robôs.

O circuito foi testado com êxito em um microhelicóptero robótico, que agora dispensa vários outros circuitos de controle, como radar, GPS e acelerômetros. Os pesquisadores acreditam que seu trabalho permitirá uma verdadeira revolução no campo dos microrrobôs voadores.

Mais tópicos