Pesquisadores criam formigas-robô que reproduzem comportamento de colônias

Os micro-robôs se deslocaram por um labirinto utilizando os mesmos mecanismos de orientações dos insetos

Por Da Redação
Atualizado em 6 Maio 2016, 16h21 - Publicado em 29 mar 2013, 13h41

Pesquisadores conseguiram reproduzir o comportamento de uma colônia de formigas utilizando robôs em miniatura em forma de cubos com cerca de 2 centímetros, batizados de Alice. O estudo, publicado no periódico PLoS Computational Biology, procurava entender como as formigas se orientam nos diversos túneis criados por elas, que formam verdadeiros labirintos que ligam o ninho até as fontes de alimento.

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Título original: Do Ants Need to Estimate the Geometrical Properties of Trail Bifurcations to Find an Efficient Route? A Swarm Robotics Test Bed

Onde foi divulgada: periódico Plos Computational Biology

Quem fez: Simon Garnier, Maud Combe, Christian Jost e Guy Theraulaz

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Instituição: Universidade Paul Sabatier, na França

Resultado: Os robôs reproduziram a forma que as formigas se deslocam por seus túneis, se guiando por trilhas deixadas por outros robôs (que, no caso das formigas, são feromônios) e escolhendo o caminho mais curto em bifurcações.

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Como funciona a orientação pelos feromônios

Se existe, por exemplo, um caminho A, mais curto, e um caminho B, mais longo, ligando o ponto de partida até o alimento, as formigas que seguirem pelo caminho A vão conseguir ir e voltar mais rapidamente. Isso significa que a quantidade de feromônios acumulados nesse trajeto será maior do que no outro caminho, mais longo. Com isso, mais formigas vão escolher o caminho A, e vão progressivamente deixar mais feromônios nele, até que o caminho mais longo seja abandonado.

Os insetos utilizados como referência foram as formigas argentinas (Linepithema humile), que se guiam na natureza por trilhas de feromônios (substância química que permite o reconhecimento de animais da mesma espécie) deixadas por outros indivíduos. Esse comportamento foi reproduzido nos robôs por meio de uma trilha de luz emitida por eles e captada pelos outros “Alices” por meio de dois sensores de luz que mimetizam as antenas das formigas.

No início do experimento, como não havia nenhuma trilha de luz no labirinto criado para reproduzir os túneis das formigas, os robôs tendiam a escolher, a cada bifurcação, os caminhos que os desviavam menos da trajetória inicial. Mas ao detectar uma trilha de luz, eles passavam a segui-la. O mesmo é observado nas formigas: elas tendem a escolher, em bifurcações, o caminho que se desvia menos de onde elas estão vindo, por ser a opção que requer um esforço menor. Porém, quando há feromônios, elas passam a seguir a direção na qual a presença dessa substância é mais intensa.

“Em resumo, de um lado está o feromônio, que permite que as formigas escolham um caminho – frequentemente o mais curto -, e do outro lado está a geometria assimétrica das bifurcações, que reduz as chances de que as formigas escolham o caminho errado e se percam. A combinação dos dois fatores aumenta a habilidade da colônia de selecionar o caminho correto mesmo em ambientes complexos”, disse Bem Hinnant, um dos autores do estudo, ao site de VEJA.

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Dessa forma, os pesquisadores descobriram que os robôs não precisavam estar programados para calcular a geometria das bifurcações, e conseguir, assim, se deslocar pelo labirinto numa reprodução do comportamento dos insetos. As formigas argentinas têm visão ruim e se movem rápido demais para poder fazer cálculos sobre suas decisões de caminhos. O fato de os robôs, que não foram programados para realizar cálculos, terem se comportado da mesma forma que as formigas mostra que um processo cognitivo complexo não é necessário para que os membros das colônias se movam de forma eficiente em seus complexos labirintos.