Suas nadadeiras batiam no fundo da Fossa das Marianas, um passo para estudar a vida ali
Inspirados por um estranho peixe que pode suportar as pressões violentas das profundezas do oceano, os cientistas conceberam um robô autônomo macio capaz de manter suas nadadeiras batendo – mesmo na parte mais profunda da Fossa das Marianas.
A equipe, liderada pelo roboticista Guorui Li da Universidade de Zhejiang em Hangzhou, China, testou com sucesso em campo a capacidade do robô de nadar em profundidades que variam de 70 metros a quase 11.000 metros, informou 4 de março na Nature.
Challenger Deep é a parte mais baixa da fossa, a mais profunda da Fossa das Marianas. Ele atinge o fundo a cerca de 10.900 metros abaixo do nível do mar. A pressão de toda aquela água sobrejacente é cerca de mil vezes a pressão atmosférica ao nível do mar, traduzindo-se em cerca de 103 milhões de pascais (ou 15.000 libras por polegada quadrada). “É mais ou menos o equivalente a um elefante em cima do seu polegar”, diz o fisiologista e ecologista Mackenzie Gerringer, da Universidade Estadual de Nova York em Geneseo, que não participou do novo estudo.
As tremendas pressões nessas profundidades hadal – a zona oceânica mais profunda, entre 6.000 e 11.000 metros – representam um difícil desafio de engenharia, diz Gerringer. Os robôs de alto mar tradicionais ou submersíveis tripulados são fortemente reforçados com estruturas de metal rígidas para não se dobrar – mas essas embarcações são volumosas e pesadas, e o risco de falha estrutural permanece alto.
Para projetar robôs que possam manobrar graciosamente em águas mais rasas, os cientistas já haviam olhado para criaturas marinhas de corpo mole, como o polvo, em busca de inspiração. Acontece que também existe uma musa do fundo do mar: Pseudoliparis swirei, ou o peixe-caracol Mariana hadal, um peixe translúcido e geralmente mole que vive a até 8.000 metros de profundidade na Fossa das Marianas.
NEWCASTLE UNIVERSITY
Gerringer, um dos pesquisadores que primeiro descreveu o peixe-caracol de fundo do mar em 2014, construiu uma versão em robô impresso 3-D dele vários anos depois para entender melhor como ele nada. Seu robô continha uma versão sintetizada da gosma aquosa dentro do corpo do peixe que provavelmente adiciona flutuabilidade e o ajuda a nadar com mais eficiência.
Mas conceber um robô que possa nadar sob extrema pressão para investigar o ambiente do fundo do mar é outra questão. Os robôs de exploração autônoma requerem eletrônica não apenas para impulsionar seu movimento, mas também para realizar várias tarefas, seja testar a química da água, iluminar e filmar os habitantes de fossas oceânicas profundas ou coletar amostras para trazer de volta à superfície. Sob a pressão da água, esses componentes eletrônicos podem colidir uns com os outros.
Então, Li e seus colegas decidiram tomar emprestado uma das adaptações do peixe-caracol para a vida de alta pressão: seu crânio não está completamente fundido com o osso endurecido. Essa pequena maleabilidade permite que a pressão no crânio se iguale. Na mesma linha, os cientistas decidiram distribuir os componentes eletrônicos – o “cérebro” – de seus peixes robôs mais separados do que normalmente fariam e, em seguida, envolvê-los em silicone macio para evitar que se tocassem.
LI ET AL / NATURE 2021
A equipe também projetou um corpo macio que lembra um pouco o do peixe-caracol, com duas nadadeiras que o robô pode usar para se impulsionar na água. (Gerringer observa que o caracol real não bate suas nadadeiras, mas se contorce como um girino.) Para bater as nadadeiras, o robô é equipado com baterias que alimentam músculos artificiais: eletrodos imprensados entre duas membranas que se deformam em resposta ao Carga elétrica.
A equipe testou o robô em vários ambientes: 70 metros de profundidade em um lago; cerca de 3.200 metros de profundidade no Mar da China Meridional; e, finalmente, no fundo do oceano. O robô foi autorizado a nadar livremente nas duas primeiras tentativas. Para o teste Challenger Deep, no entanto, os pesquisadores mantiveram um controle firme, usando o braço extensível de uma sonda de profundidade para segurar o robô enquanto ele batia suas nadadeiras.
Esta máquina “empurra os limites do que pode ser alcançado” com robôs macios de inspiração biológica, escrevem a robotocista Cecilia Laschi da Universidade Nacional de Cingapura e Marcello Calisti da Universidade de Lincoln, na Inglaterra. A dupla tem um comentário sobre a pesquisa na mesma edição da Nature. Dito isso, a máquina ainda está muito longe da implantação, observam eles. Ele nada mais devagar do que outros robôs subaquáticos e ainda não tem o poder de suportar poderosas correntes subaquáticas. Mas isso “estabelece as bases” para que futuros robôs ajudem a responder a perguntas persistentes sobre essas misteriosas extensões do oceano, eles escrevem.
As trincheiras no fundo do mar são conhecidas por estarem repletas de vida microbiana, que felizmente se alimenta da farta matéria orgânica – de algas a carcaças de animais – que chega ao fundo do mar. Essa atividade microbiana sugere que as trincheiras podem desempenhar um papel significativo no ciclo do carbono da Terra, que está ligado à regulação do clima do planeta.
A descoberta de microplásticos em Challenger Deep também é uma evidência incontestável de que mesmo o fundo do oceano não está realmente tão longe, diz Gerringer. “Estamos impactando esses sistemas de águas profundas antes mesmo de descobrir o que está lá embaixo. Temos a responsabilidade de ajudar a conectar esses sistemas aparentemente sobrenaturais, que realmente fazem parte do nosso planeta.”
Publicado em 05/03/2021 16h27
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