Câmera elétrica inspirada em peixe vê na escuridão total

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/04/2019

Este é o peixe elefante, que enxerga usando um sentido elétrico muito aguçado.
[Imagem: Maik Dobiey/Uni Bonn]

Sentido elétrico

Robôs inspirados no peixe elefante (Gnathonemus petersii), nativo da África, conseguirão enxergar através das águas sujas normalmente encontradas em áreas de desastres ambientais ou quando é necessário procurar objetos em ambientes aquáticos - seja porque esses objetos estejam perdidos, seja porque eles precisam de manutenção.

Em vez das imagens ópticas captadas pelas câmeras tradicionais, engenheiros e zoólogos da Universidade de Bonn, na Alemanha, projetaram uma câmera capaz de gerar "imagens elétricas", nas quais as cores são detectadas como assinaturas elétricas dos objetos, assim como faz o peixe elefante.

Com um órgão elétrico na cauda, o peixe gera pulsos elétricos curtos até 80 vezes por segundo. Eletrorreceptores em sua pele, e especialmente em seu queixo, parecido com uma tromba, medem como os pulsos são modulados pelo ambiente.

Com esse "sentido elétrico", o peixe pode estimar distâncias, perceber formas e materiais e até distinguir entre objetos vivos e mortos. Em frações de segundo, ele usa os pulsos elétricos para detectar onde as larvas de mosquito, sua presa favorita, se escondem no fundo do seu habitat.

Câmera elétrica

Martin Gottwald construiu uma câmera biônica inspirando-se nos dois tipos de eletrorreceptores que o peixe elefante usa em sua eletrolocalização ativa: Um deles mede a intensidade do sinal elétrico e o outro a forma de onda do pulso.

Combinando esses dois sinais, Gottwald descobriu que é possível produzir "cores elétricas", análogas às cores visuais detectadas pelo olho humano, só que por meio de sinais elétricos, em vez de luz visível.

"Com essa câmera elétrica biônica é possível fotografar 'imagens elétricas' de objetos sem qualquer luz, mesmo em um ambiente obscuro, que também permite uma análise das propriedades elétricas e espaciais dos objetos representados," conta o professor Gerhard von der Emde.

"Avaliações complementares mostraram que as imagens elétricas também podem ser usadas para determinar os 'traçados elétricos' dos objetos medidos, que, semelhantes aos seus contornos ópticos, podem fornecer informações sobre forma e orientação," disse Gottwald.

Linhas de campo elétrico que se espalham ao redor da câmera e uma haste de planta são mostradas em cores branco-azuladas. Elas correm dos eletrodos de transmissão da extremidade traseira até os eletrodos de medição na área frontal e para parte central da câmera elétrica (dourado).
[Imagem: Martin Gottwald/Hendrik Herzog]

Robôs, drones e aplicações médicas

Os testes mostraram que o sistema baseado na câmera elétrica é capaz de identificar vários objetos naturais, como peixes, plantas ou madeira, bem como objetos artificiais, como esferas ou bastões de alumínio ou plástico.

Como não dependem da luz, nenhum dos parâmetros usados pela câmera é afetado pela escuridão ou pela turvidez da água.

Além de permitir o desenvolvimento de robôs ou drones de inspeção para operar em ambientes turvos ou com neblina, a equipe vê muitas outras aplicações para as câmeras elétricas, incluindo controle de materiais, monitoramento de dispositivos e aplicações médicas.

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