Em vez da tarefa demorada e trabalhosa de projetar e construir pequenos robôs a partir do zero, alguns cientistas estão transformando os insetos existentes em robôs controlados remotamente. Uma nova “linha de montagem” que pode transformar baratas em robôs muito mais rápido do que manualmente pode ajudar.

Uma barata anestesiada espera por sua mochila eletrônica em uma linha de montagem

Simplificando, um inseto robótico geralmente consiste em um inseto maior (geralmente uma barata vocal de Madagascar) equipado com uma pequena mochila eletrônica. Eletrodos controlados remotamente na mochila estimulam partes do corpo do inseto, como antenas ou olhos, para fazer com que ele comece e pare de andar e vire à esquerda ou à direita.

É claro que a coisa toda não nasceu apenas de uma curiosidade mórbida. Um dos principais usos desses robôs é procurar sobreviventes presos nos escombros em locais de desastres. Equipado com uma câmera controlada remotamente, o robô Cockroach pode se espremer através de lacunas intransponíveis nos escombros e transmitir imagens ao vivo e as coordenadas de quaisquer sobreviventes que encontrar.

Barata robô desenvolvida pela Universidade Estadual da Carolina do Norte

No entanto, para uma tarefa de tão grande escala, apenas algumas baratas robóticas não são suficientes.

Prevê-se que enxames de insetos seriam implantados em ruínas, talvez até coordenando as suas rotas de busca através de comunicação sem fio entre mochilas. Por exemplo, se os caminhos de dois robôs se sobrepõem, suas mochilas podem afastá-los um do outro.

Para que esta tecnologia seja viável, as baratas não podem ser cuidadosamente projetadas à mão... elas precisam ser produzidas rapidamente através de processos automatizados. É aqui que entra a linha de montagem.

O desenvolvimento da linha de montagem (foto) foi apoiado pela Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia

Desenvolvido pelo professor Hirotaka Sato e colegas da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, o sistema controlado por computador consiste em uma plataforma para segurar o inseto, uma câmera com sensor de profundidade Intel RealSense e um braço robótico UR3e com uma pinça robótica Hand-E.

Depois que a barata anestesiada é fixada na plataforma, um motor desliza o dispositivo no lugar e um sistema de visão computacional avalia o tamanho e a posição da barata. Parte da cutícula externa da barata é então puxada para trás, expondo uma membrana entre o pronoto e os segmentos mesotorácicos.

Em seguida, uma mochila pré-montada de 2,3 gramas foi colocada no corpo da barata, e dois eletrodos bipolares na frente da mochila foram implantados nos lados esquerdo e direito expostos do peritônio da barata. Em seguida, pressione suavemente a mochila principal contra o meio do tórax da barata até que ela se encaixe no lugar. Como etapa final, deslize a plataforma para liberar a barata ainda anestesiada.

Esquema de uma linha de montagem e de uma barata robótica - robôs montados à mão foram testados em campo depois que um terremoto de magnitude 7,7 atingiu Mianmar

Todo o processo demorava 68 segundos por barata, enquanto a mesma tarefa demorava de 15 minutos a uma hora manualmente. Em testes com baratas de linha de montagem e baratas robóticas montadas à mão, ambos os grupos tiveram desempenho semelhante ao realizar tarefas controladas remotamente, como caminhar ao longo de um caminho em forma de S e explorar obstáculos.

Esta configuração robótica específica tem o benefício adicional de usar apenas 40% do tempo de estimulação e 75% da tensão de estimulação de sistemas semelhantes para insetos (e baterias de mochila). Além do mais, a mochila pode ser destacada entre as missões.

“Nossa inovação torna mais realista o sonho de implantar um grande número de insetos robóticos em cenários da vida real”, disse Sato. "Ao automatizar o processo, podemos produzir robôs híbridos de insetos de forma rápida e contínua. Isso nos permitirá produzi-los em escala, o que é crítico para operações de tempo crítico, como busca e resgate pós-desastre."

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado recentemente na revista Nature Communications.