Notícia

Robô “ouve” através do ouvido de um gafanhoto

Reprodução, Universidade de Tel Aviv

Fonte

Universidade de Tel Aviv

Data

sexta-feira, 5 março 2021 07:10

Áreas

Bioeletrônica. Engenharia Biomédica. Robótica.

Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv abriram as portas para integrações sensoriais entre robôs e insetos: pela primeira vez, o ouvido de um gafanhoto morto foi conectado a um robô que recebe os sinais elétricos do ouvido e responde de acordo. O resultado é extraordinário: quando os pesquisadores batem palmas uma vez, o ouvido do gafanhoto ouve o som e o robô avança; quando os pesquisadores batem palmas duas vezes, o robô se move para trás.

Em geral, os sistemas biológicos têm uma grande vantagem sobre os sistemas tecnológicos – tanto em termos de sensibilidade quanto em termos de consumo de energia. Esta iniciativa dos pesquisadores da Universidade de Tel Aviv pode, no futuro, facilitar o desenvolvimento no campo da robótica.

Um esforço interdisciplinar

O estudo interdisciplinar foi conduzido por Idan Fishel, uma estudante de mestrado sob a orientação conjunta do Dr. Ben M. Maoz, professor da Faculdade de Engenharia e da Escola de Neurociência da Universidade de Tel Aviv, do professor Dr. Yossi Yovel e do professor Dr. Amir Ayali, especialistas da Escola de Zoologia e da Escola de Neurociências, juntamente com o Dr. Anton Sheinin, Yoni Amit e Neta Shavil. Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Sensors.

Os pesquisadores explicam que, no início do estudo, procuraram examinar como as vantagens dos sistemas biológicos poderiam ser integradas aos sistemas tecnológicos e como os órgãos sensoriais de um gafanhoto morto poderiam ser usados ​​como sensores para um robô. “Escolhemos o sentido da audição, porque pode ser facilmente comparado às tecnologias existentes, em contraste com o olfato, por exemplo, onde o desafio é muito maior”, afirmou o Dr. Maoz. “Nossa tarefa era substituir o microfone eletrônico do robô pelo ouvido de um inseto morto, usar a capacidade do ouvido para detectar os sinais elétricos do ambiente, neste caso vibrações no ar, e, usando um chip especial, converter a entrada do inseto para aquela do robô”, explicou o pesquisador.

Para realizar essa tarefa única e não convencional, a equipe interdisciplinar construiu um robô capaz de responder aos sinais que recebe do ambiente. Posteriormente, os pesquisadores foram capazes de isolar e caracterizar a orelha do gafanhoto morto e mantê-la funcional por tempo suficiente para conectá-la com sucesso ao robô. Na fase final, a equipe conseguiu encontrar uma maneira de captar os sinais recebidos pela orelha do gafanhoto de uma forma que pudesse ser recebida e respondida pelo robô.

“O laboratório do professor Ayali tem ampla experiência no trabalho com gafanhotos e eles desenvolveram as habilidades para isolar e caracterizar o ouvido ”, explicou o Dr. Maoz. “O laboratório do professor Yovel construiu o robô e desenvolveu um código que permite que o robô responda a sinais elétricos auditivos. E meu laboratório desenvolveu um dispositivo especial – Ear-on-a-Chip – que permite que o ouvido seja mantido vivo durante todo o experimento, fornecendo oxigênio e alimento ao órgão, enquanto permite que os sinais elétricos sejam retirados do ouvido do gafanhoto, amplificados e transmitidos ao robô.

Os sistemas biológicos gastam energia insignificante em comparação com os sistemas eletrônicos. São miniaturas e, portanto, extremamente econômicas e eficientes. Para efeito de comparação, um laptop consome cerca de 100 watts por hora, enquanto o cérebro humano consome cerca de 20 watts por dia.

Além disso, “a natureza é muito mais avançada do que nós, por isso devemos usá-la”, destacou o Dr. Maoz. “O princípio que demonstramos pode ser usado e aplicado a outros sentidos, como olfato, visão e tato. Por exemplo, alguns animais têm habilidades incríveis para detectar explosivos ou drogas; a criação de um robô com nariz biológico poderia nos ajudar a preservar a vida humana e identificar criminosos de uma forma que não é possível hoje. Alguns animais sabem detectar doenças. Outros podem sentir terremotos. O céu é o limite”, concluiu o Dr. Ben Maoz.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Tel Aviv (em inglês).

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