Uma equipe internacional liderada por cientistas do Grupo de Pesquisa Pioneira (CPR) do Instituto RIKEN, no Japão, projetou um sistema para a criação de baratas ciborgues movidas a controle remoto. 

Os animais são equipados com um pequeno módulo de controle sem fio, que é alimentado por uma bateria recarregável ligada a uma célula solar. Apesar dos dispositivos mecânicos, a eletrônica ultraleve e os materiais flexíveis permitem que os insetos se movimentem facilmente. 

O projeto foi relatado na revista científica NPJ Flexible Electronics, do grupo Nature, na segunda-feira (5). Segundo os autores do artigo, os resultados de sua pesquisa, ajudarão a tornar o uso de insetos ciborgues uma realidade prática.

Insetos ciborgues — parte inseto, parte máquina — são úteis para ajudar a inspecionar áreas perigosas ou monitorar o ambiente. No entanto, para que seu uso seja prático, os manipuladores devem ser capazes de controlá-los remotamente por longos períodos de tempo. Isso requer controle sem fio de seus segmentos de pernas, alimentado por uma pequena bateria recarregável. 

Manter a bateria carregada é crucial (ninguém quer uma equipe descontrolada de baratas ciborgues vagando por aí). Embora seja possível construir estações de recarga, a necessidade de retornar e abastecer pode interromper missões em momentos inoportunos. Sendo assim, a melhor solução encontrada pelos cientistas japoneses foi incluir uma célula solar que pudesse garantir a carga contínua da bateria.

Para integrar com sucesso esses dispositivos em uma barata, cuja área de superfície é limitada, a equipe de pesquisa desenvolveu módulos de células solares orgânicas ultrafinas e um sistema de adesão que mantém o maquinário conectado por longos períodos, ao mesmo tempo em que permite movimentos naturais do inseto.

Superfície curva da barata exigiu material flexível para a “mochila” acoplada ao inseto

Liderada por Kenjiro Fukuda, pesquisador do CPR/RIKEN, a equipe utilizou baratas de Madagascar para os experimentos, que medem aproximadamente 6 cm, nas quais foram anexados o módulo de controle sem fio de pernas e a bateria de polímero de lítio, em uma “mochila” especialmente projetada, que foi modelada no corpo de uma barata modelo e impressa em 3D. 

O composto usado para a impressão foi um polímero elástico, capaz de se modelar perfeitamente à superfície curva da barata, permitindo que o dispositivo eletrônico rígido ficasse montado no tórax por mais de um mês.

Segundo a equipe, o módulo de células solares orgânicas ultrafinas de 0,004 mm de espessura foi montado no lado dorsal do abdômen. “O módulo de células solares orgânicas montados no corpo alcança uma potência de 17,2 mW, que é mais de 50 vezes maior do que a produção de energia dos dispositivos atuais de coleta de energia de última geração em insetos vivos”, disse Fukuda.

Após examinar cuidadosamente os movimentos naturais das baratas, os pesquisadores perceberam que o abdômen muda de forma e as porções do exoesqueleto se sobrepõem. Para se adaptar a isso, eles intercalaram seções adesivas e não adesivas nas células. 

Uma vez que esses componentes foram integrados nas baratas, juntamente com fios que estimulam os segmentos das pernas, os ciborgues foram testados. A bateria foi carregada com luz pseudossolar por 30 minutos, e os animais foram guiados para virar à esquerda e à direita com o controle remoto sem fio.

Considerando a deformação do tórax e do abdômen durante a locomoção básica, um sistema eletrônico híbrido de elementos rígidos e flexíveis no tórax e dispositivos de ultrassom no abdômen parece ser um projeto eficaz para baratas ciborgues”, diz Fukuda. 

De acordo com o cientista, como a deformação abdominal não é exclusiva das baratas, a estratégia pode ser adaptada a outros insetos, como besouros, ou talvez até mesmo os voadores, como as cigarras, no futuro”.