Robótica

Inseto tem voo controlado por eletrodos implantados no cérebro

Inseto tem voo controlado por eletrodos implantados no cérebro
Na foto ainda não está colocada a bateria, do tipo botão, que é colada sobre o chip. [Imagem: Maharbiz Lab]

Pesquisadores da Universidade de Berkeley, nos Estados Unidos, implantaram eletrodos controlados por chips neurais diretamente no cérebro de abelhas, besouros e mariposas, usando os dispositivos para controlar remotamente o voo dos insetos.

O resultado é fruto de um esforço de pesquisa que já dura vários anos. Em 2007, a mesma equipe conseguiu fazer com que um inseto ciborgue sobrevivesse ao implante dos chips.

O inseto ciborgue, que ainda não voava de forma controlada, foi utilizado por pesquisadores associados para controlar um robô. Os olhos do inseto funcionam como os olhos do robô, controlando seu movimento - veja Robô-mariposa integra cérebro biológico a robô.

Chip neurológico

Agora, finalmente os pesquisadores tiveram sucesso em controlar o comportamento e o voo dos animais.

O chip neurológico foi implantado em abelhas, besouros e mariposas. A mariposa Mecynorrhina torquata e os besouros foram capazes de levantar voo levando consigo o chip e o aparato de controle, que ainda é muito pesado para insetos menores.

Hirotaka Sato e Michel Maharbiz começaram controlando de forma independente as asas dos insetos. Para isso, os animais eram mantidos fixos em barras oscilantes.

O acionamento dos eletrodos implantados no cérebro dos animais faz com que eles batam suas asas com uma velocidade correspondente à frequência dos sinais elétricos. O implante é feito ainda durante a fase de pupa do animal.

Depois de conseguirem controlar de forma independente as duas asas, os pesquisadores instalaram uma versão sem fios do chip neurológico nos insetos maiores, que foram capazes de voar com eles, sendo controlados à distância no interior de uma sala.

Voo controlado à distância

Um pulso específico faz com que o animal inicie o voo. A seguir, ele pode ser induzido a virar numa ou noutra direção por meio do envio de estímulos para o músculo da asa do lado oposto à direção que se deseja que ele vire. Assim que o impulso cessa, o animal volta a voar em linha reta.

O controle ainda não é absolutamente preciso, sendo que os animais obedecem em 75% das vezes que os comandos são enviados. Um comando específico faz com que o animal pouse suavemente.

Controle sem fios

Somente agora que o princípio de funcionamento e o programa de controle tiveram seu funcionamento comprovado é que os pesquisadores começarão o trabalho de miniaturização do sistema de controle sem fios.

O dispositivo consiste de estimuladores neurais e estimuladores musculares, conectados diretamente ao cérebro do animal. Os eletrodos ligam-se a um microcontrolador, que por sua vez recebe os sinais de comando através de um receptor de rádio. Todo o equipamento é alimentado por uma microbateria de lítio, do tipo das usadas em relógios.

Todos os experimentos foram feitos em uma sala fechada, com antenas distribuídas que permitiram o controle dos animais à distância mesmo com a baixa potência do microrreceptor. Para voos mais altos, em ambientes abertos, o grande desafio será a alimentação do chip neurológico e de um sistema de rádio de maior potência.

Baterias são inviáveis, porque seriam pesadas demais para que o animal as carregue. Outras opções são capacitores, células solares e até mesmo atuadores piezoelétricos, que captem uma parte da energia necessária a partir da vibração das próprias asas do inseto.

Bibliografia:

Remote radio control of insect flight
Hirotaka Sato, Christopher W. Berry, Yoav Peeri, Emen Baghoomian, Brendan E. Casey, Gabriel Lavella, John M. VandenBrooks, Jon Harrison, Michel M. Maharbiz
Frontiers in Integrative Neuroscience
September 2009
Vol.: To be published




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