Engenheiros de Singapura e do Japão desenvolveram um equipamento à prova d’água para baratas ciborgues, abrindo caminho para o uso desses insetos em operações de busca e resgate em áreas alagadas ou submersas. A inovação permite que os insetos híbridos permaneçam ativos debaixo d’água por até três horas.
Essa nova capacidade expande significativamente as funções dos insetos ciborgues, que poderão ser empregados em cenários de desastre, alcançando locais de difícil acesso para equipes humanas. A tecnologia foi criada por especialistas da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU) em Singapura e da Universidade Waseda no Japão.
A funcionalidade subaquática é garantida por um gerador de oxigênio integrado e tubos de silicone que entregam o gás diretamente aos orifícios respiratórios da barata, conhecidos como espiráculos. O sistema foi projetado para operar eficazmente tanto em ambientes com baixo nível de oxigênio quanto em locais totalmente submersos, conforme detalhado em um estudo recente.
“Nossa metodologia combina uma estrutura flexível e à prova d’água com um gerador de oxigênio químico simples e confiável”, explicou Shinjiro Umezu, professor da Escola de Ciências e Engenharia Criativa da Universidade Waseda, em um comunicado. Ele ressaltou que isso permite ao inseto manter sua mobilidade natural, ao mesmo tempo em que é protegido de ambientes nos quais não conseguiria sobreviver normalmente.
Insetos ciborgues são seres vivos equipados com pequenos controladores eletrônicos que direcionam seus movimentos. Eles têm sido objeto de pesquisa para missões de busca e resgate em locais de difícil acesso, como escombros. Uma vantagem crucial dos insetos ciborgues sobre os robôs minúsculos é que eles utilizam a própria musculatura dos insetos para se mover, enquanto os robôs dependem de baterias de alta potência que consomem energia rapidamente e podem se esgotar.
Os insetos ciborgues anteriores, utilizados em testes para essas aplicações, foram desenvolvidos no laboratório de Hirotaka Sato, autor sênior do novo estudo e professor da Escola de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang.
Sato, que dedica mais de uma década à tecnologia de insetos ciborgues, e seus colegas têm a expectativa de que o novo traje de mergulho amplie a área de atuação desses insetos para incluir regiões alagadas ou parcialmente submersas em zonas de calamidade.
A estrutura do traje é composta por uma carapaça flexível, quatro tubos de silicone que se conectam aos espiráculos e um tanque de oxigênio transparente, impresso em 3D. Para a produção de oxigênio, os cientistas adicionaram dióxido de manganês a uma esponja de alta absorção dentro do tanque, injetando em seguida uma pequena quantidade de peróxido de hidrogênio diluído. Essa substância se decompõe lentamente na presença do dióxido de manganês, liberando oxigênio. Para evitar vazamentos, a equipe vedou o tanque com adesivo ultravioleta.
“O grande desafio de engenharia foi criar um sistema que fosse diminuto, leve e suficientemente flexível para ser usado pelo inseto, ao mesmo tempo em que produzisse oxigênio em quantidade adequada para movimentos subaquáticos prolongados”, destacou Umezu.
Como o traje subaquático para baratas ciborgues opera
Os tubos de silicone são responsáveis por direcionar o oxigênio para os espiráculos localizados no tórax das baratas. Enquanto isso, os espiráculos abdominais, situados na parte inferior do corpo dos insetos, absorvem o oxigênio que fica contido dentro do próprio traje.
“Nosso inovador traje de mergulho para insetos funciona de maneira similar aos tanques de oxigênio usados por mergulhadores humanos”, afirmou Sato. Os pesquisadores também mencionaram que os tubos de silicone foram projetados para serem conectados e removidos sem causar dor ou qualquer tipo de dano aos insetos.
Os testes foram realizados com uma barata-de-madagascar ciborgue (Gromphadorhina portentosa). O inseto foi colocado em um tanque de água e, posteriormente, em um tubo de plástico que simulava condições de submersão e baixo oxigênio.
O traje permitiu que as baratas se movimentassem debaixo d’água por até três horas. Esse feito reforça o potencial de que outros insetos ciborgues, como gafanhotos e besouros, possam ser empregados futuramente para inspecionar tubulações alagadas, sistemas de drenagem, túneis e outros locais de acesso complicado.
Os próximos passos da pesquisa incluem aprimorar o traje de mergulho para integrar sensores e um sistema de navegação mais avançado. Além disso, a equipe planeja testar o projeto em ambientes que simulem cenários de desastre reais, segundo comunicado dos envolvidos.
