Um robô que come poluição

Conheça o "Row-bot", um robô que limpa a poluição e gera a eletricidade necessária para se alimentar, engolindo água suja. O roboticista Jonathan Rossiter explica como esta máquina náutica especial, que usa uma célula de combustível microbiana para neutralizar as flores de algas e as manchas de óleo, poderia ser um precursor de robôs biodegradáveis e autônomos de combate à poluição.

Olá, eu sou engenheiro e faço robôs.

Bem, é claro que todos sabem
o que é um robô, certo?

Se não, entrariam no Google
e pesquisariam o que é um robô.

Então, vamos fazer isso.

Pesquisando no Google, esse é o resultado.

Dá pra ver aqui que existem
vários tipos diferentes de robôs,

mas, em geral, eles têm forma humana,

e parecem bem convencionais,

pois são feitos de plástico ou metal,
têm motores, mecanismos, etc.

Alguns parecem bem amigáveis
e poderíamos nos aproximar e abraçá-los.

Outros nem tanto, parecem ter saído
do filme "O Exterminador do Futuro",

e pode ser isso mesmo.

Dá pra fazer várias coisas bem legais
e interessantes com esses robôs,

mas eu gostaria de observar
outros tipos de robôs.

Quero criar outros tipos de robôs.

Me inspiro naquilo
que não se parece conosco,

mas que se parece com isso.

Esses são organismos naturais

e fazem coisas bem legais que não fazemos
e que os robôs atuais também não fazem.

Eles fazem coisas como rastejar no chão,

entram no nosso jardim,
comem o que plantamos,

sobem em árvores, entram e saem da água;

pegam insetos e os digerem.

Eles fazem coisas bem interessantes.

Eles vivem, respiram, morrem,

comem coisas do meio ambiente.

Os robôs atuais não fazem isso.

Não seria ótimo

se pudéssemos usar algumas
dessas características em futuros robôs

para conseguir solucionar
problemas interessantes?

Mostrarei alguns problemas
atuais do meio ambiente

para os quais podemos usar
as habilidades e tecnologias

procedentes desses animais,

e das plantas,

para solucionar esses problemas.

Observemos dois problemas ambientais,
ambos são causados por nós;

somos nós, interagindo com o meio ambiente
e fazendo coisas bem desagradáveis.

O primeiro tem a ver
com a pressão populacional.

Ela é tão grande no mundo todo,

que a agricultura e a agropecuária
necessitam produzir cada vez mais safras.

Para fazer isso,

agricultores lançam
cada vez mais químicos no solo.

Usam fertilizantes, nitratos, pesticidas,

todo o tipo de coisa que estimula
o crescimento das safras,

mas há alguns impactos negativos.

Um deles é que se colocarem
muitos fertilizantes no solo,

nem tudo vai para as plantações.

Muito disso permanece no solo,

e então, quando chove,

estes produtos químicos
vão para o lençol freático.

E uma vez ali, eles vão
para riachos, lagos, rios

e para o mar.

Ao colocarem esses produtos químicos,
esses nitratos, nesses ambientes,

há organismos neles que serão
afetados por isso, como as algas.

Algas adoram nitratos e fertilizantes,

então vão absorver todos
esses produtos químicos,

e, se as condições forem boas,
elas farão produção em massa.

Produzirão quantidades de algas novas.

Isso é chamado de floração algal.

O problema é que quando
as algas se reproduzem assim,

ela rouba o oxigênio da água.

Assim que isso acontece,

os outros organismos na água
não conseguem sobreviver.

Então, o que fazemos?

Tentamos produzir um robô
que vai comer as algas,

consumi-la e torná-la segura.

Esse é o primeiro problema.

O segundo problema
também é causado por nós,

e tem a ver com a poluição por óleo.

O óleo sai dos motores
dos barcos que usamos.

Às vezes, petroleiros despejam
seus tanques de óleo no mar,

para que o óleo seja liberado no mar.

Não seria bom se pudéssemos
tratar disso de alguma forma,

usando robôs que pudessem comer a poluição
que os campos petrolíferos têm produzido?

Então é isso que fazemos.

Fazemos robôs que comem poluição.

Para fazermos o robô,
nos inspiramos em dois organismos.

À direita veem o tubarão frade.

Este é um tubarão gigantesco.

Não é carnívoro, então pode-se
nadar com ele, como podem ver.

E o tubarão frade abre sua boca,

e nada através da água,
coletando plâncton.

Enquanto faz isso, ele digere a comida,

e depois usa a energia em seu corpo
para se manter em movimento.

Então, poderíamos fazer um robô

como o tubarão frade, que se move
barulhento pela água e come poluição?

Vamos ver se podemos fazer isso.

Mas também, nos inspiramos
em outros organismos.

Vejam a foto de um barqueiro notonectídeo;

e é muito bonitinho.

Quando está nadando na água,
usa suas nadadeiras pra pedalar e avançar.

Pegamos esses dois organismos

e os juntamos para fazer
um novo tipo de robô.

Na verdade, porque estamos usando
o barqueiro como inspiração,

e nosso robô se posiciona sobre a água,

e rema, "row", em inglês,
nós o chamamos de "Row-bot".

Um Row-bot é um robô que rema.

Como ele é?

Vejam algumas fotos dele.

Vocês verão que não se parece nada
com os robôs que vimos no início.

O Google está errado; robôs
não têm aquela aparência, mas esta.

Eu tenho o Row-bot aqui.

Vou mostrar a vocês.

Isso dá um sentido da escala,
e não se parece nada como os outros.

Ele é feito de plástico,

e vamos observar os componentes
que compõem o Row-bot,

o que o torna tão especial.

O Row-bot é composto por três partes,

e elas assemelham-se
às partes de qualquer organismo.

Ele tem um cérebro,

um corpo

e um estômago.

Ele precisa do estômago
para criar a energia.

Qualquer Row-bot terá
esses três componentes,

assim como qualquer organismo;
vamos falar de cada um deles.

Tem um corpo,

que é feito de plástico,

e se posiciona no topo da água.

E tem nadadeiras laterais,
que o ajudam a se mover,

assim como um inseto barqueiro.

Tem um corpo de plástico,

mas tem uma boca de borracha macia aqui,

e uma boca aqui; tem duas bocas.

Por que isso?

Uma delas ingere a comida
e a outra a expele.

Então, podem ver que tem
uma boca e um traseiro,

(Risos)

uma abertura por onde o material sai,
como num organismo verdadeiro.

Está começando a se parecer
com aquele tubarão frade.

Esse é o corpo.

O segundo componente pode ser o estômago.

Precisamos colocar a energia no robô
e precisamos tratar a poluição,

então a poluição entra,
e ele vai fazer alguma coisa.

Existe uma célula no meio chamada
célula de combustível microbiana.

Vou colocá-lo aqui
e pegar a célula de combustível.

Em vez de ter baterias,
um sistema de energia convencional,

ele tem uma dessas; este é o estômago.

E é um estômago de verdade,

porque podemos colocar energia
neste lado sob a forma de poluição,

e ele cria eletricidade.

Ela é chamada de célula
de combustível microbiana.

É um pouco como uma célula
de combustível química,

que vocês podem ter visto
na escola ou no noticiário.

Células de combustível químico
usam hidrogênio e oxigênio

e podem combiná-los
para gerar eletricidade.

Isso é tecnologia bem conhecida,
usada nas missões espaciais Apollo,

há 40, 50 anos.

Isso é um pouco mais recente:
é uma célula de combustível microbiana.

É o mesmo princípio:
tem oxigênio de um lado,

mas em vez de ter hidrogênio no outro,

tem um tipo de "sopa",

e nessa sopa há micróbios vivos.

Se pegarmos algum material orgânico,

pode ser resíduos de produtos ou comida,
talvez um pedacinho do seu sanduíche,

e o colocarmos lá, os micróbios
vão comer esse alimento,

e o transformá-lo em eletricidade.

Não apenas isso, mas se selecionarmos
o tipo correto de micróbios,

podemos usar a célula de combustível
microbiana para tratar parte da poluição.

Se escolhermos os micróbios certos,
eles comerão as algas.

Se usarmos outros tipos de micróbios,

eles comerão gasolina e petróleo bruto.

Então podem ver como
este estômago poderia ser usado

não apenas para tratar a poluição,

mas também gerar eletricidade
proveniente da poluição.

Assim, o robô se move pelo ambiente,
envia a comida para seu estômago,

digere o alimento, cria eletricidade,
a usa para percorrer o ambiente

e continua fazendo isso.

Então vejamos o que acontece
quando executamos o Row-bot,

quando ele rema um pouco.

Aqui temos alguns vídeos.

A primeira coisa que veremos,
espero que possam ver aqui,

é a boca aberta.

A boca frontal e a posterior se abrem,
e ficarão abertas o suficiente,

até que o robô comece
a remar para a frente.

Ele se move pela água

para que a comida entre,
enquanto os resíduos saem.

Uma vez que se move o bastante, ele para

e fecha a boca, lentamente,

e permanece ali pra digerir o alimento.

Claro que estas células de combustível
microbiano contêm micróbios.

Queremos muita energia

saindo desses micróbios
o mais rápido possível.

Não podemos forçar os micróbios,
e eles geram pouca energia por segundo:

eles geram miliwatts, ou microwatts.

Vamos colocar isso em contexto.

Seu celular, por exemplo,
um destes modernos,

em uso, requer cerca de um watt.

Então isso é mil ou um milhão de vezes
a energia que ele usa

comparado à célula
de combustível microbiana.

Como podemos lidar com isso?

Quando o Row-bot fez sua digestão,
depois que ingeriu a comida,

ele se posiciona e espera
até que todo esse alimento seja consumido.

Isso pode levar algumas horas,
ou até alguns dias.

Um ciclo típico para o Row-bot
seria algo assim:

ele abre sua boca,

se move,

fecha a boca

e permenece por um tempo esperando.

Depois de digerir a comida,

ele pode fazer a mesma coisa novamente.

Mas isso se assemelha a um organismo real,
com o tipo de coisa que fazemos.

Sábado à noite saímos,
abrimos nossas bocas,

enchemos nossos estômagos,

nos sentamos em frente
à televisão e fazemos a digestão.

Quando estivermos com fome,
faremos o mesmo novamente.

Se tivermos sorte com este ciclo,

no final dele teremos energia sobrando
o suficiente para fazermos outra coisa.

Poderíamos enviar uma mensagem, dizendo:

"Esta é a quantidade de poluição
que comi recentemente",

ou "Este é o tipo de coisa que encontrei",

ou "Eu estou aqui".

A capacidade de enviar a mensagem dizendo:
"Eu estou aqui" é muito importante.

Se pensarmos sobre as manchas
de óleo que vimos antes,

ou a proliferação massiva de algas,

o ideal seria colocar o Row-bot lá
pra que ele comesse toda aquela poluição,

e então precisaríamos buscá-lo. Por quê?

Porque estes Row-bots atuais,
como este que tenho aqui,

contêm motores, fios,

e componentes que não são biodegradáveis.

E eles contêm baterias tóxicas.

Não podemos deixá-las no meio ambiente.

Então, é preciso rastreá-los,

e quando eles terminam o trabalho,
precisam ser resgatados.

Isso limita o número
de Row-bots que podemos usar.

Se, por outro lado,

tivermos um robô parecido
como um organismo biológico,

quando chegar o fim de sua vida,
ele morre e se desintegra totalmente.

Então, não seria legal se esses robôs,

em vez de serem feitos de plástico,
fossem feitos de outros materiais,

que, quando colocados no meio ambiente,
se biodegradassem completamente?

Isso muda a maneira como usamos robôs.

Em vez de colocar
10 ou 100 no meio ambiente,

e ter que rastreá-los, e quando
eles morrem, ter que resgatá-los,

poderíamos colocar mil, um milhão,
um bilhão de robôs no meio ambiente.

Simplesmente espalhá-los.

Sabemos que no final da vida deles,
vão se desintegrar completamente;

não nos preocupamos com eles.

Isso muda a maneira como pensamos
sobre os robôs e como os implantamos.

Então a pergunta é: podemos fazer isso?

Sim, temos mostrado que é possível;
podemos fazer robôs biodegradáveis.

O interessante é que podemos usar
materiais de casa pra fazer estes robôs.

Mostrarei a vocês; talvez se surpreendam.

Você pode fazer um robô com gelatina.

Em vez de ter um motor,
como o que temos no momento,

você pode criar "músculos artificiais",
que são materiais inteligentes:

você aplica eletricidade neles,
e eles se contraem, dobram ou torcem.

Parecem músculos de verdade.

Assim, em vez de ter um motor,
você tem esses músculos artificiais.

E isso pode ser feito com gelatina.

Se misturar um pouco de gelatina
com alguns sais, e fizer uma maçaroca,

você pode fazer um músculo artificial.

Mostramos que é possível fazer o estômago
da célula de combustível microbiana

com papel.

Assim, você pode construir o robô
todo com materiais biodegradáveis,

colocá-lo no meio ambiente,
e ele se desintegra completamente.

Bem, isso é muito emocionante

e vai mudar totalmente o modo
como pensamos sobre robôs,

mas também permite que sejamos criativos

no modo como pensamos
quanto ao que podemos fazer com eles.

Darei um exemplo.

E se for possível usar
gelatina pra fazer um robô?

Nós comemos gelatina, certo?

Então, por que não fazer algo assim?

Um robô com bala de goma.

Tenho alguns que preparei mais cedo.

Aqui está, eu tenho um pacote,

e tenho uma no sabor limão.

Vou pegar esta bala de goma,
ela não é robótico; temos de fingir.

E você pega uma e a coloca na boca;
a de limão é muito boa.

Tente não mastigar muito;
é um robô e ele pode não gostar.

E então você engole o "robô",

e ele desce para o seu estômago.

E quando está lá dentro, ele se move,
pensa, torce, dobra, faz alguma coisa.

Poderia descer mais, até o seu intestino

e descobrir se você tem
alguma úlcera ou câncer,

talvez aplicar uma injeção, ou algo assim.

Uma vez que tenha feito o seu trabalho,
ele pode ser consumido pelo seu estômago,

ou se não quiser isso,

ele pode seguir de dentro de você,
diretamente para o vaso sanitário,

e desintegrar com segurança
no meio ambiente.

Isso muda o modo, novamente,
como pensamos sobre robôs.

Então, começamos observando
robôs que comeriam poluição,

e agora estamos contemplando
robôs que podemos comer.

Espero que isso dê ideias a vocês
do que podemos fazer com futuros robôs.

Muito obrigado pela sua atenção.

(Aplausos)