Você já dever ter visto filmes desses robôs utilizados na montagem de carros. Eles funcionam como um braço humano. Possuem três articulações. Um ombro, ligado a um cotovelo por uma barra rígida, que por sua vez é ligado a uma espécie de punho por outra barra. Na ponta eles possuem uma garra que mimetiza uma mão. Esse braço artificial move suas articulações para se aproximar do objeto que deseja manipular e usa o equivalente à mão para executar a tarefa.
Eles foram construídos usando o braço humano como inspiração e são controlados por um computador separado do braço, o equivalente ao nosso cérebro. Como muitas tecnologias desenvolvidas por nossa espécie, essas máquinas foram inspiradas em partes de seres vivos. Somos animais autocentrados e por isso era de se esperar que imaginássemos que copiar o próprio braço era a melhor solução.
Mas o braço de um mamífero não é o único apêndice capaz de manipular objetos que surgiu ao longo da evolução dos seres vivos. Os tentáculos de um polvo têm a mesma função, funcionam usando princípios completamente diferentes, e possuem os mecanismos de controle na própria estrutura.
Esses tentáculos são muito mais rápidos e móveis que nossos braços, e têm uma enorme facilidade de capturar peixes rápidos e ágeis, levando a presa para a boca do polvo. Quem tentou pegar um peixe embaixo d’água ou uma ave em pleno voo usando o braço sabe que é quase impossível. Para um tentáculo é moleza.
O tentáculo não possui ossos no seu interior e é totalmente flexível ao longo de todo seu comprimento. Ele se move pois existem músculos que tornam rígidos pequenos segmentos do tentáculo. Esses locais de rigidez se propagam ao longo do tentáculo criando ondas de rigidez que dobram a estrutura.
De certa maneira, ele funciona como um chicote daqueles usados por Indiana Jones nos seus filmes. Aqui vai um link que mostra como ele é usado para desarmar bandidos e outras peripécias do meu herói preferido.
Quando a onda chega na ponta o tentáculo ele está se movendo em alta velocidade e se enrola ao redor do alvo (um peixe). Na superfície do tentáculo existem ventosas que aderem e seguram o objeto que pode então ser trazido para a boca quando o tentáculo se curva.
Outra característica do tentáculo é que ele pode se alongar ou encurtar alterando seu diâmetro, e a maior parte dos movimentos é controlada pelo sistema nervoso local, presente no interior do tentáculo. O cérebro do polvo informa o que o tentáculo deve fazer, mas a maneira como ele executa a tarefa é decidida por neurônios no próprio tentáculo. Parte da velocidade vem desse processamento localizado.
O robô que foi construído usando os princípios de um tentáculo possui diversos segmentos formando uma estrutura longa e flexível. Cada segmento se alonga ou encurta e pode ficar flexível ou rígido. Essas mudanças na estrutura do segmento são controladas pela injeção ou remoção de fluidos em estruturas tubulares.
Sistemas de controle e sensores estão posicionados em cada segmento e desse modo o próprio tentáculo responde rapidamente e garante a movimentação das ondas de contração que criam o movimento do tentáculo e da sua ponta.
Tal como os polvos, o robô possui ventosas capazes de perceber quando ele encosta num objeto. Essas ventosas também ajudam a segurar o objeto. Quando ativado as ondas de contração se espalham o tentáculo alcança o alvo e a ponta do robô se enrola no objeto. Em seguida ele pode movimentar o objeto em todas as direções.
Durante todo o desenvolvimento os cientistas compararam os movimentos do robô com filmes de tentáculos em ação (veja um polvo caçando um peixe) e puderam demonstrar que o comportamento do robô é muito parecido com o polvo.
Para controlar o robô foi construído um equipamento que pode ser vestido no dedo indicador que detecta os movimentos de nosso braço e envia os comandos para o tentáculo. Esse dedo de luva também possui ventosas que informam o operador se as ventosas do robô agarraram o objeto.
Esses resultados demonstram que para muitas tarefas um robô baseado num tentáculo de polvo é muito mais eficiente que um braço humano. Nos próximos anos podemos esperar robôs baseados em trombas de elefantes ou nas rápidas línguas de sapos.
Mais informações: Octopus-inspired sensorized soft arm for environmental interaction. Sci. Robotics https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adh7852 2023
