Os oceanos da Terra são—como o espaço—uma fronteira em grande parte inexplorada. Relativamente poucos humanos exploraram qualquer um dos lugares, usando equipamentos especializados de suporte à vida.
Ao contrário do espaço, no entanto, os oceanos também têm outros seres que podem explorá-los: as águas-vivas. Elas podem ir a lugares submersos onde os humanos nunca poderiam ir. Isso as torna candidatas interessantes para a exploração autônoma dos oceanos.
Jahn Dabiri, um pesquisador do Caltech, está modificando essas criaturas para criar águas-vivas robóticas bio-híbridas. Essas águas-vivas ciborgues fazem o que têm feito desde tempos imemoriais: nadam, comem, picam e se reproduzem. Mas, com algumas melhorias — incluindo um pequeno pacote eletrônico e um chapéu protético — esses carinhas agora têm capacidades de natação aprimoradas.
A ideia é usar as águas-vivas ciborgues como robôs coletores de dados. Elas nadarão nos oceanos para coletar informações sobre temperaturas, níveis de oxigênio e salinidade. A mudança climática afeta todos esses fatores. Isso é importante, pois buscamos entender como o acúmulo de dióxido de carbono pode afetar os oceanos.
“É bem sabido que o oceano é fundamental para determinar nosso clima presente e futuro em terra firme, e ainda assim, ainda sabemos surpreendentemente pouco sobre o oceano, especialmente longe da superfície,” disse Dabiri. “Nosso objetivo é finalmente mover essa agulha, adotando uma abordagem não convencional inspirada em um dos poucos animais que já exploram com sucesso todo o oceano.”
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Recrutando águas-vivas para resolver desafios de engenharia
Pode parecer um pouco estranho recrutar águas-vivas para fazer coleta de dados científicos, mas não é uma ideia nova. Essas criaturas inspiraram Dabiri a tentar criar um robô mecânico que nadasse como uma água-viva. A ideia funcionou, mais ou menos. Mas o robô nunca nadou tão bem quanto o verdadeiro. Então, eventualmente, Dabiri decidiu, essencialmente, recrutar águas-vivas vivas para experimentos adicionais.
Dabiri e seus colegas primeiro implantaram marca-passos eletrônicos em águas-vivas para controlar suas velocidades de natação. Quando isso funcionou, eles adicionaram uma peça adicional à água-viva, chamada de “forebody” (parte frontal). Parece um pequeno chapéu que fica sobre o corpo da água-viva. A equipe teve que fazer alguns ajustes para adaptá-lo. Eventualmente, eles desenvolveram um modelo que funciona com sensores e outros eletrônicos.
“Assim como a ponta de uma flecha, projetamos forebodies impressos em 3D para simplificar o sino do robô água-viva, reduzir o arrasto e aumentar o desempenho de natação,” disse o membro da equipe Simon Anuszczyk. “Ao mesmo tempo, experimentamos com impressão 3D até conseguirmos equilibrar cuidadosamente a flutuabilidade e manter a água-viva nadando verticalmente.”
Quão bem as águas-vivas ciborgues funcionaram?
Depois de muita experimentação, a equipe estava pronta para testar seus parceiros ciborgues. Eles construíram um aquário de três andares no Caltech para os testes. Por que tão grande? “No oceano, a viagem de ida e volta da superfície até vários milhares de metros leva alguns dias para a água-viva, por isso queríamos desenvolver uma instalação para estudar esse processo no laboratório”, disse Dabiri. “Nosso tanque vertical permite que os animais nadem contra uma corrente vertical fluida, como uma esteira para nadadores. Esperamos que a escala exclusiva da instalação – provavelmente a primeira esteira aquática vertical desse tipo – seja útil para uma variedade de outras questões de pesquisa básica e aplicada.”
Os resultados são interessantes. Os testes mostraram que uma água-viva ciborgue que carrega um instrumento nada até 4,5 vezes mais rápido do que uma “nua”. Além disso, elas são criaturas resistentes que parecem não se importar com o trabalho.
“As águas-vivas são os exploradores originais do oceano, alcançando seus cantos mais profundos e prosperando igualmente bem em águas tropicais ou polares”, diz Dabiri. “Como elas não têm cérebro nem a capacidade de sentir dor, pudemos colaborar com os bioeticistas para desenvolver esse aplicativo robótico biohíbrido de uma forma que tenha princípios éticos.”
O custo de uma água-viva ciborgue é bem barato, comparado aos instrumentos oceânicos altamente caros. O gasto total é de cerca de US$ 20 por água-viva, de acordo com Dabiri. Um navio de pesquisa com recursos semelhantes pode custar mais de US$ 50.000. Obviamente, as águas-vivas só foram testadas em uma área relativamente rasa. Para que as águas-vivas sejam enviadas a profundidades maiores, há mais trabalho a ser feito em seus pacotes de instrumentos.
“Ainda precisamos projetar o pacote de sensores para suportar as mesmas pressões de esmagamento, mas esse dispositivo é menor do que uma bola de softball, o que o torna muito mais fácil de projetar do que um veículo submarino completo operando nessas profundidades”, disse Dabiri. “Estou muito animado para ver o que podemos aprender simplesmente observando essas partes do oceano pela primeira vez.”
Águas-vivas ciborgues no espaço?
O trabalho de Dabiri não abrange nenhuma aplicação espacial. No entanto, a leitura sobre esses ciborgues faz com que se pense em usar tecnologias semelhantes em outros mundos. Na verdade, não podemos enviar águas-vivas ciborgues para Europa.
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Mas talvez os projetistas de instrumentos possam se inspirar em suas habilidades aprimoradas para criar nadadores avançados para navegar nos oceanos salgados dessa lua distante. Quem sabe o que eles poderão encontrar – e tudo graças a alguns parceiros de pesquisa de águas-vivas aqui mesmo na Terra.
Este artigo foi republicado de Universe Today. Leia o artigo original.
