Robótica

Robô-biólogo faz ciência de verdade

Robô-biólogo interpreta resultado de experimentos
Os cientistas criaram um robô-biólogo, e não um biólogo-robô.[Imagem: Michael Smeltzer/Vanderbilt University]

Robôs cientistas

Já faz algum tempo que foi anunciada a primeira descoberta científica feita por um robô.

E anúncios daquele tipo logo poderão tornar-se mais comuns, porque os robôs-cientistas estão se tornando melhores.

Um novo robô-biólogo acaba de ser criado por uma equipe das universidades de Vanderbilt e Cornell, nos Estados Unidos, coordenada pelo Dr. John Wikswo.

O autômato - uma mescla de circuitos microfluídicos, computadores e um programa de análise - foi capaz de analisar dados brutos de experimentos científicos e, mais importante, derivou as equações matemáticas básicas que descrevem como o fenômeno observado funciona.

Isto coloca o novo robô significativamente à frente do Adão (Adam), criado pela equipe do professor Ross King, e apresentado como o primeiro robô-cientista do mundo.

Modelagem científica

Segundo o professor Hod Lipson, também ele afeito às pesquisas com robôs-cientistas, mão robóticas de café moído e algoritmos genéticos, a derivação das equações que descrevem um experimento é um dos problemas mais complexos de modelagem científica que um computador já resolveu partindo do zero.

"O que é verdadeiramente estupendo é que ele produziu essas equações a priori. A única coisa que o software sabia previamente era adição, subtração, multiplicação e divisão," afirmou Ravishankar Vallabhajosyula, outro membro da equipe.

O cérebro do robô-biólogo, batizado pelos cientistas de ABE (Automated Biology Explorer - explorador biológico automatizado), é um único programa chamado Eureqa, desenvolvido para ajudar a projetar robôs sem precisar passar pela técnica tradicional da tentativa e erro.

Robô-biólogo interpreta resultado de experimentos
Este é um dos microlaboratórios que os pesquisadores criaram e que será utilizado na próxima etapa da pesquisa, quando o robô-biólogo ABE será capaz de fazer seus próprios experimentos. [Imagem: Wikswo Lab]

Depois de utilizado com êxito para analisar as leis fundamentais do movimento com um pêndulo, os cientistas perceberam que o programa tinha potencial para resolver problemas científicos em geral.

"A biologia é a área onde o hiato entre teoria e dados está crescendo mais rapidamente. Logo, essa é uma área com grande necessidade de automação," disse Lipson.

Robô-biólogo

O teste do robô-biólogo foi feito estudando a glicólise, o processo primário de produção de energia em uma célula. Os cientistas colocaram o robô para estudar como células de levedura controlam flutuações nos compostos químicos produzidos nesse processo.

Essas chamadas oscilações glicolíticas estão entre os processos mais estudados em biologia. Assim, os cientistas puderam usar modelos matemáticos para gerar um conjunto de dados correspondente a medições que um cientista humano faria em várias condições - para aumentar o realismo do teste eles geraram erros aleatórios de até 10%.

Quando esses dados foram informados ao programa, ele derivou equações praticamente idênticas às equações conhecidas.

Para que o robô-biólogo ABE possa agora estrear em um laboratório, os cientistas estão desenvolvendo microlaboratórios, ou "chips laboratórios", que poderão ser controlados diretamente pelo programa.

Isso permitirá que o robô produza seu próprio conjunto de dados a partir de observações reais.

Bibliografia:

Automated refinement and inference of analytical models for metabolic networks
Michael D. Schmidt, Ravishankar R. Vallabhajosyula, Jerry W. Jenkins, Jonathan E. Hood, Abhishek S. Soni, John P. Wikswo, Hod Lipson
Physical Biology
October 2011
Vol.: 8 055011
DOI: 10.1088/1478-3975/8/5/055011




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