Um robô aquático ecológico feito com comida de peixe é promissora para o monitoramento ambiental

Um robô comestível fabricado pelos cientistas da EPFL aproveita uma combinação de combustível biodegradável e tensão superficial para fechar a superfície da água, criando uma alternativa segura e nutritiva aos dispositivos de monitoramento ambiental feitos de polímeros artificiais e eletrônicos.

Um artigo que descreve este trabalho é publicado na revista Comunicações da natureza.

O robô em forma de barco aproveita o mesmo fenômeno-o efeito Marangoni-usado por alguns insetos aquáticos para se impulsionar pela superfície da água. Uma reação química dentro de uma pequena câmara destacável produz gás de dióxido de carbono, que por sua vez entra em um canal de combustível, forçando o combustível a sair. A redução repentina na tensão da superfície da água causada pelo combustível ejetado impulsiona o robô para a frente.

Esse design inteligente não é apenas eficaz, permitindo que os robôs se movam livremente ao redor da superfície da água por vários minutos, mas também totalmente não tóxicos e biodegradáveis. De fato, alguns podem reconhecer os componentes da reação química desencadeadora, ácido cítrico e bicarbonato de sódio, como os mesmos usados ​​em um experimento científico escolar típico envolvendo um vulcão. O combustível é propileno glicol – um líquido comumente encontrado em produtos para cuidados com a pele.

“Embora o desenvolvimento de robôs de natação em miniatura para ambientes naturais tenha progredido rapidamente, eles normalmente dependem de plásticos, baterias e outros eletrônicos, que apresentam desafios para a implantação em massa em ecossistemas sensíveis”, diz a EPFL Ph.D. estudante Shuhang Zhang. “Neste trabalho, mostramos como esses materiais podem ser substituídos por componentes completamente biodegradáveis ​​e comestíveis”.

Zhang e uma equipe do Laboratório de Sistemas Inteligentes foram liderados por Dario Floreano na Escola de Engenharia.

Locomoção bioinspirada

O robô foi projetado para não ser apenas inofensivo para a fauna aquática, mas até benéfica. Para adicionar força e rigidez à estrutura externa, com cerca de 5 cm de comprimento, os pesquisadores usaram alimentos de peixe com um teor de proteínas 30% mais alto e um teor de gordura 8% menor que os pellets comerciais. O dispositivo pode, portanto, atuar como alimento para a vida selvagem aquática no final de sua vida, assim como os animais.

A equipe da EPFL prevê que os robôs sejam implantados em grande número. Cada dispositivo seria equipado com sensores biodegradáveis ​​para coletar dados ambientais como pH da água, temperatura, poluentes e presença de microorganismos, que poderiam ser lidos após a coleta ou por sensoriamento remoto.

Em vez de controlar precisamente o movimento direcional dos robôs, a equipe fabricou variantes que viram à esquerda e que viram a direita, alterando o design assimétrico do canal de combustível. Esse nível de controle é tudo o que é necessário para dispersar os robôs na superfície da água, e seus movimentos pseudo-aleatórios imitam os de insetos, tornando-os vasos ideais para fornecer nutrientes ou medicamentos aos peixes.

Os pesquisadores até especulam que os robôs poderiam estimular o desenvolvimento cognitivo de animais aquáticos, mas pesquisas futuras são necessárias para explorar isso, pois nenhum experimento com animais foi realizado como parte do estudo da EPFL.

Uma fronteira alimentar robótica

Este trabalho é a mais recente inovação no crescente campo da robótica comestível. O Laboratório de Sistemas Inteligentes já publicou vários artigos sobre dispositivos comestíveis, incluindo atuadores suaves comestíveis como manipuladores de alimentos e alimentos para animais de estimação, circuitos fluídicos para computação comestível e tinta condutora comestível para monitorar o crescimento das culturas. Floreano também publicou uma perspectiva sobre comida robótica com colegas do Robofood Consortium: um projeto que ele coordena lançado em 2021 para explorar o potencial desses dispositivos.

“A substituição de resíduos eletrônicos por materiais biodegradáveis ​​é objeto de estudo intensivo, mas materiais comestíveis com perfis e funções nutricionais direcionados mal foram considerados e abrem um mundo de oportunidades de saúde humana e animal”, diz Floreano.