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Robótica

Fungo projetista aprova projeto do metrô de Tóquio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/02/2010

Fungo supera engenheiros no projeto de redes
O estranho organismo espalhou-se e formou uma rede que é comparável em eficiência, confiabilidade e custo, à infraestrutura da rede ferroviária de Tóquio.
[Imagem: Science/AAAS]

Com milhões de anos de evolução biológica e toda a civilização e a cultura a seu favor, o que poderiam os engenheiros humanos aprenderem com um rudimentar fungo ameboide?

A construção de redes de comunicações e transportes mais seguras, mais eficientes e mais custo-efetivas parece ser um exemplo.

Projetista natural

Um experimento feito por pesquisadores japoneses e britânicos revelou que o plasmódio, o estágio vegetativo do organismo protista Physarum polycephalum, conectou-se a diversas fontes de comida de uma forma que é virtualmente idêntica à rede de estações do metrô de Tóquio.

A pesquisa sugere que o fungo gelatinoso pode traçar rotas eficientes para redes de conexão de diversos tipos, permitindo a melhoria de diversos sistemas tecnológicos, das redes de computador à rede de antenas de telefonia celular.

Mapa do metrô

Atsushi Tero, da Universidade de Hokkaido, juntamente com pesquisadores de outras universidades do Japão e do Reino Unido, colocaram flocos de aveia sobre uma superfície molhada, em posições que correspondem à localização das cidades vizinhas de Tóquio, e permitiram que o fungo crescesse a partir do centro.

Eles viram o estranho organismo, que tem uma só célula macroscópica e vários núcleos - uma espécie de meio caminho entre o unicelular e o pluricelular - espalhar-se e formar uma rede que é comparável em eficiência, confiabilidade e custo, à infraestrutura da rede ferroviária de Tóquio.

"Alguns organismos crescem sob a forma de uma rede interligada como parte de sua estratégia normal de descobrir e explorar novas fontes de alimento," afirmam os cientistas em seu artigo.

"O Physarum é um organismo unicelular ameboide que se espalha sobre as fontes de alimento espalhadas... [Ele] pode encontrar o caminho mais curto através de um labirinto ou ligar matrizes diferentes de fontes de alimentos de uma maneira eficiente, com pequena extensão total e com distância média mínima entre as fontes de alimentos, com um alto grau de tolerância a falhas originadas por desconexões acidentais," explicam eles.

Inteligência sem cérebro

Para aproveitar essa "inteligência sem cérebro" os cientistas capturaram os mecanismos-chave necessários para o fungo conectar suas fontes de alimento de uma forma eficiente e integraram esses mecanismos em um modelo matemático.

Eles sabiam que capturar a essência desse sistema biológico na forma de regras simples seria extremamente útil para subsidiar a construção redes auto-organizadas e eficientes no mundo real. Como o fungo passou por inúmeras rodadas de seleção evolutiva, estas fórmulas construídas com base em seus hábitos de alimentação podem gerar rotas mais eficientes para as redes de transporte e de comunicação.

Tero e seus colegas afirmam que seu modelo representa um ponto de partida para melhorar a eficiência e diminuir os custos das redes sem controle centralizado, como conjuntos de sensores remotos, redes móveis ad hoc e redes de computadores.

Bibliografia:

Artigo: Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design
Autores: Atsushi Tero, Seiji Takagi, Tetsu Saigusa, Kentaro Ito, Dan P. Bebber, Mark D. Fricker, Kenji Yumiki, Ryo Kobayashi, Toshiyuki Nakagaki
Revista: Science
Data: 22 January 2010
Vol.: 327: 439-442
DOI: 10.1126/science.1177894
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