Na fascinante interseção entre a biologia antiga e a tecnologia de ponta, os pesquisadores da Carnegie Mellon University são pioneiros em uma abordagem inovadora à robótica suave, inspirando-se no passado distante.
A equipe projetou um novo robô macio baseado em simulações computacionais do movimento de um antigo animal marinho que viveu há milhões de anos.
Robótica suave
A robótica suave, área dedicada à criação de robôs feitos de materiais flexíveis, oferece vantagens incomparáveis em termos de segurança e adaptabilidade, particularmente nas interações humanas.
Esses robôs prometem revolucionar uma ampla gama de aplicações, desde dispositivos médicos que podem navegar pelas delicadas estruturas do corpo humano até máquinas sofisticadas projetadas para operar em ambientes desafiadores do oceano ou do espaço sideral.
Foco do estudo
A pesquisa foi liderada por Richard Desatnik sob a orientação de Philip LeDuc e Carmel Majidi da Carnegie Mellon. Numa colaboração única com paleontólogos europeus, a equipa de Desatnik analisou os métodos de locomoção de antigas criaturas marinhas para informar e melhorar o design de robôs leves.
O foco estava nos pleurocistídeos, um tipo de criatura marinha que prosperou há aproximadamente 500 milhões de anos. O movimento e a estrutura desses animais fornecem informações valiosas sobre potenciais funcionalidades robóticas.
Aprendendo com animais antigos
“Aprendemos muito com as criaturas modernas, mas isso representa apenas 1% dos animais que existiram durante a história do nosso planeta, e queremos ver se há algo que possamos aprender com os outros 99% das criaturas que já habitaram o planeta. terra”, disse Desatnik.
“Existem animais que tiveram muito sucesso durante milhões de anos e a razão pela qual morreram não foi a falta de sucesso da sua biologia – pode ter havido uma enorme mudança ambiental ou um evento de extinção.”
Como a pesquisa foi conduzida
A pesquisa começou com o exame de pleurocistitídeos fossilizados, parentes das estrelas do mar e dos ouriços-do-mar modernos. Os pleurocistídeos são notáveis por suas hastes ou caudas musculares, que usavam para se movimentar.
Usando tomografias computadorizadas para reconstruir com precisão a forma tridimensional dessas criaturas, a equipe empregou simulações de computador para levantar a hipótese de como esses animais antigos poderiam ter se impulsionado na água. Com base nos resultados, a equipe construiu um robô macio que emula os movimentos do pleurocistitídeo.
Principais insights
As descobertas indicam que o método de movimento dos pleurocistitídeos, particularmente o movimento amplo do seu caule, poderia ter sido um meio eficiente de navegar no fundo do oceano. Além disso, a evolução de um caule mais longo, como sugerido pelo registo fóssil, poderia ter aumentado a sua velocidade sem aumentar significativamente o seu gasto energético.
Esta visão tem implicações profundas para o projeto de robôs leves subaquáticos, que poderiam ser empregados em uma variedade de tarefas, desde levantamento geológico até a manutenção de infraestrutura subaquática.
Implicações mais amplas
A abordagem inovadora dos investigadores, que denominaram “paleobiónica”, representa uma fusão entre paleontologia e robótica.
Ao estudar animais extintos para informar o design de robôs leves, eles não estão apenas avançando em nossa compreensão das formas de vida históricas, mas também abrindo novas possibilidades em movimento e funcionalidade robótica.
Desatnik apresentará as descobertas da equipe na 68ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica, agendada para 10 a 14 de fevereiro de 2024, na Filadélfia, Pensilvânia.
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