IIT-Istituto Italiano di Tecnologia
A evolução resolve problemas, e um dos problemas resolvidos de muitas maneiras diferentes é a locomoção. Os pássaros voam. Os peixes nadam. Os animais andam.
Mas as minhocas encontraram outra maneira de se movimentar no nicho que ocupam. Podemos copiá-las para explorar outros mundos?
As minhocas estão adaptadas para se moverem pelo solo, e os seus corpos segmentados permitem que isso aconteça. Uma minhoca tem entre 100 e 150 segmentos, e também possui dois tipos de músculos que permitem o seu movimento: circular e longitudinal. Os músculos e segmentos permitem que se movam rastejando. Pequenos apêndices parecidos com cerdas ajudam as minhocas a moverem-se, impedindo-as de escorregar para trás.
As minhocas usam a flexibilidade de seus corpos para se moverem usando o peristaltismo. O peristaltismo consiste em movimentos ondulatórios que se movem para cima e para baixo no corpo da minhoca, segmento por segmento. É semelhante à forma como engolimos comida: quando engolimos, enviamos uma onda muscular que desce pelo esófago e empurra a comida para o estômago.
Este vídeo mostra uma minhoca a mover-se.
Uma equipa de cientistas do Istituto Italiano di Tecnologia (Instituto Italiano de Tecnologia) está a desenvolver um robô que imita minhocas para se mover no subsolo e até ajudar a explorar outros mundos. O robô é segmentado como uma minhoca, mas usa o ar para expandir e contrair os segmentos e fornecer locomoção. Os segmentos são chamados de atuadores macios peristálticos (PSA).
O laboratório Bioinspired Soft Robotics no ITT criou o ‘worm-bot‘ e tudo faz parte do esforço do laboratório para “… desenvolver soluções robóticas capazes de trabalhar em ambientes não estruturados”, de acordo com o site do laboratório. “Esses robôs poderão interagir com os seres vivos com segurança e substituir os humanos em condições desafiadoras.”
A investigadora principal do laboratório Bioinspired Soft Robotics é Barbara Mazzolai, que também é co-autora de um novo artigo apresentando o ‘worm-bot’ da equipa. ambientes”, e o principal autor é Riddhi Das, investigador de pós-doutorado no ITT. O artigo foi publicado na Nature Scientific Reports.
“As aplicações potenciais para esta tecnologia são vastas, incluindo operações de exploração subterrânea, escavação, busca e salvamento em ambientes subterrâneos e a exploração de outros planetas”, de “Bioinspired Earthworm Robot: A Droid To Search For Subsurface Planetary Life?”
Os segmentos do corpo de uma minhoca são chamados de metâmeros e contêm fluido que controla a sua pressão interna. A pressão exerce forças sobre o metâmero, permitindo que a minhoca execute “padrões de movimento independentes, localizados e variáveis”, de acordo com um comunicado de imprensa.
A quantidade de fluido em cada segmento nunca muda; é apenas manipulado de maneiras diferentes. Este é um exemplo de esqueleto hidrostático, onde a pressão do fluido suporta um esqueleto macio e flexível. Medusas e anêmonas-do-mar também os têm.
A equipa da ITT descobriu uma maneira de imitar o fluido das minhocas usando ar. O PSA do robô alonga-se quando o ar é bombeado para ele e contrai-se quando o ar é libertado. O worm-bot tem cinco PSAs, tem 45 cm de comprimento e pesa 605 gramas.
A equipa testou o seu robô com e sem pequenas almofadas de fricção passiva que imitam as cerdas de uma minhoca. Numa superfície plana simples, as cerdas ajudaram o robô a mover-se com muito mais eficiência.
Eles também o testaram em diferentes superfícies granulares com diferentes profundidades, com e sem cerdas.
O worm-bot é apenas um protótipo e permite que a equipa entenda a locomoção biológica com mais detalhes. Os autores estão otimistas sobre o futuro deste tipo de locomoção de inspiração biológica.
“As aplicações potenciais para esta tecnologia são vastas, incluindo operações de exploração subterrânea, escavação, busca e resgate em ambientes subterrâneos e a exploração de outros planetas”, diz o comunicado de imprensa.
Este não é o primeiro robô inspirado em minhocas e outros organismos semelhantes. A ideia existe há anos. Em 2012, uma equipa japonesa desenvolveu um protótipo robótico que faz túneis e escavações. Tinha duas unidades: uma unidade de propulsão e uma unidade de escavação. A unidade de escavação cria um espaço para o robô escavar.
Os investigadores continuam a trabalhar no worm-bot e nos esforços associados porque eles são muito promissores. Temos rovers com helicópteros auxiliares em Marte e haverá mais deles no futuro. Os robôs de escavação de túneis poderiam um dia fazer a viagem a Marte e expandir os nossos esforços de exploração lá?
O lander InSight é um exemplo instrutivo de como os robôs de tunelamento podem ajudar na exploração. A missão terminou em dezembro de 2022 após cumprir alguns dos seus objetivos, mas o principal instrumento do módulo de pouso, o Heat flow and Physical Properties Package (HP3), tambem conhecido como “A Toupeira”, falhou.
Um robô de tunelamento baseado nnum projeto de minhoca poderia ter feito a diferença. A Toupeira contava com o atrito entre o regolito e ela mesma para evitar sair do buraco, mas a consistência do regolito impedia isso. Não havia como os cientistas da missão se prepararem para isso.
Mas um robô de tunelamento baseado em biologia poderia ter tido sucesso onde a Toupeira falhou. Algum tipo de cerda na parte externa do robô podia ter feito toda a diferença. Se as cerdas pudessem agarrar o solo entre os movimentos de percussão, o dispositivo poderia ter conseguido.
O lander InSight foi uma ideia bem concebida. Teríamos aprendido muito sobre planetas terrestres com isso. É lamentável que o HP3 tenha falhado, embora os outros instrumentos da missão tenham sido bem-sucedidos. Quem sabe? Talvez haja um InSight 2 para terminar as pesquisas inacabadas.
Se houver, poderíamos ver um instrumento totalmente diferente penetrar na superfície de Marte. Um baseado na poderosa minhoca.
ZAP // Universe Today
