Enxame de baratas controlado remotamente agora pode respirar debaixo d’água

Enxames de insetos ciborgues, controlados remotamente por implantes elétricos, podem sobreviver debaixo d’água graças a minúsculos trajes de mergulho que lhes fornecem oxigênio, e podem um dia ser capazes de explorar Marte.

Hirotaka Sato Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, demonstraram pela primeira vez baratas sibilantes em Madagascar em 2021 (Glomfarina Portentosa) pode ser controlado remotamente por meio de eletrodos implantados em órgãos sensoriais conhecidos como cercos. Em 2024, demonstraram que um enxame de 20 insetos ciborgues poderia cooperar.

O objetivo era desenvolver um robô biológico equipado com sensores infravermelhos que pudesse ser usado em grande número para procurar sobreviventes após desastres naturais. As baratas representam uma plataforma pronta para tais aplicações, com uma fonte prática de combustível, locomoção eficiente e reflexos integrados para evitar obstáculos. É uma característica que os engenheiros ainda lutam para reproduzir mecanicamente em escalas tão pequenas.

Mas Sato e a sua equipa ficaram frustrados com a incapacidade dos insectos de explorar áreas inundadas, o que é comum em áreas de desastres, por isso desenvolveram um fato de mergulho que lhes permite operar debaixo de água.

As baratas respiram através de buracos chamados espiráculos no abdômen e no tórax. Os pesquisadores imprimiram em 3D um traje de resina à prova d’água que protege os espiráculos abdominais da água. Uma pequena mangueira se estende para frente do traje e se conecta diretamente ao espiráculo torácico. Se a parte principal do traje também cobrir o peito, o movimento das pernas será restrito.

Em vez de fornecer aos insetos tanques de oxigênio pressurizado, como acontece nos trajes de mergulho, os pesquisadores os impregnaram com uma mistura de peróxido de hidrogênio e dióxido de manganês. Quando esses dois produtos químicos reagem, o peróxido de hidrogênio se decompõe e produz oxigênio, que a barata absorve.

Enquanto usavam o traje, as baratas conseguiram nadar debaixo d’água até 50 centímetros de profundidade por até três horas seguidas, sem efeitos nocivos. Todos os cinco insetos monitorados após vestirem o traje ainda estavam saudáveis ​​três dias depois.

O traje também permitiu que o inseto se movesse debaixo d’água de uma maneira surpreendentemente natural. Em terra, o inseto ciborgue que usava traje atingiu uma velocidade média de avanço de 87,5 milímetros por segundo, mas na água diminuiu para apenas 78,4 milímetros.

Sato disse que tal traje poderia melhorar muito as capacidades do inseto ciborgue para busca e resgate, mas ele também quer considerar seu uso no espaço, outro ambiente que carece do oxigênio necessário.

“O objetivo final é levar essa tecnologia para o espaço”, diz ele. “Este é um grande passo em direção a trajes espaciais para insetos ciborgues, por exemplo, explorando a superfície de Marte”.

Para este fim, a equipa de investigação irá agora testar o traje para baratas numa variedade de condições adversas que podem ser encontradas em órbita e na superfície de um planeta como Marte: temperaturas criogénicas e altas, vácuo e intensa exposição à radiação. Mas as agências espaciais podem não gostar da ideia de enviar baratas para Marte. Isso ocorre porque existe o risco de a terra ser contaminada por microorganismos da terra.

Alan Winfield Professores da Universidade do Oeste da Inglaterra dizem que, embora o conceito de mergulho com baratas possa parecer estranho, ele tem usos óbvios, como o monitoramento ambiental.

“Houve tentativas de construir robôs muito pequenos, mas o problema são as baterias. Robôs muito pequenos geralmente não têm bateria de longa duração”, diz ele. “As pessoas costumam me perguntar: ‘Quais são os três grandes problemas dos robôs móveis?’ E eu digo: ‘Energia, energia e energia.’

As baratas não só são muito mais eficientes do que os robôs, capazes de operar durante longos períodos de tempo sem reabastecimento, como também podem procurar a sua própria comida na natureza e operar quase indefinidamente.