Drone biônico sente cheiros usando antena de mariposa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/12/2020

O Cheirocóptero voa autonomamente imitando as mariposas.
[Imagem: Mark Stone/Universidade de Washington]

Cheirocóptero

Engenheiros da Universidade de Washington, nos EUA, apresentaram um drone robotizado que apresenta várias curiosidades, a começar pelo seu nome: "Cheirocóptero".

Como não poderia deixar de ser, o objetivo do robô voador é detectar cheiros, como vazamentos de gás, explosivos, ou mesmo a presença de vítimas em escombros.

Mas aí vem o problema: Apesar dos progressos contínuos no campo dos sensores, quando se trata de sentir cheiros, os sensores fabricados pelo homem ficam bem abaixo da crítica.

De fato, não temos nem mesmo boas teorias para explicar a capacidade de detecção de odores dos animais - se você pensa em moléculas soltas ao vento detectáveis a quilômetros de distância, que entram em nosso olfato e se encaixam em receptores como uma chave na fechadura, esta não tem quase nenhum poder explicativo.

Sensor biológico

Na falta de sensores bons o suficiente, há alguns anos roboticistas japoneses tiveram uma ideia: grudar uma mariposa sobre o robô para ela detectasse os cheiros e guiasse o robô até sua origem.

Melanie Anderson e seus colegas tiveram uma ideia mais radical: Eles arrancaram a antena da pobre mariposa e a usaram diretamente como um sensor - a equipe garante que anestesiou a mariposa antes de arrancar-lhe a antena.

"Usando uma antena de mariposa real com o Cheirocóptero, pudemos obter o melhor dos dois mundos: A sensibilidade de um organismo biológico em uma plataforma robótica onde podemos controlar seu movimento," disse a pesquisadora.

A equipe usou antenas da mariposa Manduca sexta. Uma vez separada da mariposa viva, a antena permanece biológica e quimicamente ativa por até quatro horas. Esse intervalo de tempo pode ser estendido, disseram os pesquisadores, armazenando as antenas na geladeira.

A antena foi conectada por fios a um circuito de análise, que detecta as alterações elétricas na antena conforme ela é exposta a odores. Para isso, a equipe comparou os sinais da antena com os sinais gerados por sensores eletrônicos conforme submetia ambos aos mesmos cheiros, como etanol e perfumes florais. A antena reagiu mais rapidamente e levou menos tempo para se recuperar entre as baforadas de odores.

No centro é possível ver o sensor de cheiros usado pelo robô: Uma antena extraída de uma mariposa de verdade, grudada em forma de arco.
[Imagem: Mark Stone/Universidade de Washington]

Movimento biomimético

O Cheirocóptero não precisa de ajuda para procurar odores. A equipe criou um protocolo que faz o drone voar de forma autônoma, imitando o modo como as próprias mariposas procuram por cheiros. O drone começa sua busca movendo-se para a esquerda por uma distância determinada; se não cruzar com o cheiro específico que está procurando, ele se move para a direita pela mesma distância, evitando qualquer obstáculo que surja; assim que detecta um odor, ele muda seu padrão de voo para avançar em sua direção.

"Encontrar fontes de plumas [de cheiro] é uma tarefa perfeita para pequenos robôs como o Cheirocóptero e o Robô-Mosca," disse o professor Sawyer Fuller, citando também um inseto robótico criado pela equipe. "Robôs maiores são capazes de transportar uma série de sensores diferentes e usá-los para construir um mapa do seu mundo. Não podemos fazer isso em pequena escala. Mas, para encontrar a fonte de uma pluma, tudo o que um robô realmente precisa fazer é evitar obstáculos e permanecer na pluma enquanto se move contra o vento. Ele não precisa de um conjunto de sensores sofisticados para isso - ele só precisa ser capaz de cheirar bem. E é nisso que o Cheirocóptero é realmente bom."

E poderá ficar ainda melhor quando a equipe conseguir sintetizar o sensor de cheiro e dispensar o sacrifício das mariposas.

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