Componente lógico líquido imita inteligência das plantas

Esquema do funcionamento da planta e do dispositivo que o imita.
[Imagem: Yuanyuan Yang et al. - 10.1038/s41467-024-47791-7]

Imitando a inteligência das plantas

Juntando os campos dos processadores mecânicos e do uso de metais líquidos para uma robótica macia, pesquisadores criaram agora um dispositivo lógico eletrônico, feito com metal líquido, que imita o mecanismo inteligente de captura de presas da planta carnívora dioneia (Dionaea muscipula).

Com suas funcionalidades de memória e de contagem, o processador pode responder de forma inteligente a várias sequências de estímulos, sem a necessidade de componentes eletrônicos adicionais, abrindo uma nova perspectiva na compreensão da inteligência presente na natureza e servindo de base para o desenvolvimento de sistemas de inteligência incorporada.

A dioneia sempre atraiu a atenção dos cientistas porque seu mecanismo biológico lhe permite distinguir entre vários estímulos externos - como toques simples e múltiplos - distinguindo assim entre perturbações ambientais, como gotas de chuva (toque único) e insetos (toques múltiplos), garantindo uma maior eficiência na captura das presas.

Essa funcionalidade é atribuída principalmente aos pelos sensoriais da planta, que apresentam características semelhantes à memória e à contagem, permitindo-lhes perceber estímulos, gerar potenciais de ação (uma mudança de sinais elétricos nas células em resposta ao estímulo) e lembrar os estímulos por um determinado período. É por isso que muitos biólogos defendem que este é um exemplo fundamental de inteligência nas plantas.

Yuanyuan Yang e Yajing Shen, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, criaram agora uma versão sintética desse mecanismo, que poderá ser usado em aplicações de robótica e automação.

Esquema de funcionamento da inteligência artificial inspirada nas plantas.
[Imagem: Yuanyuan Yang et al. - 10.1038/s41467-024-47791-7]

Módulo lógico líquido

O dispositivo consiste em um módulo lógico líquido que funciona com base na deformação, extensão e contração de fios de metal líquido.

Mergulhando os fios de metal líquido em uma solução de hidróxido de sódio, que atua como meio condutor, torna-se possível controlar o comprimento dos fios com base em efeitos eletroquímicos, regulando assim a saída do cátodo de acordo com os estímulos aplicados ao ânodo e à porta - um autêntico transístor mecânico, que a equipe chama de LLM, sigla em inglês para módulo lógico líquido.

Os testes comprovaram que o próprio módulo lógico líquido consegue memorizar a duração e o intervalo de estímulos elétricos, calcular o acúmulo de sinais de múltiplos estímulos e ainda executar funções lógicas significativas, semelhantes às das armadilhas para moscas da dioneia.

Inteligência semelhante à vida

Para demonstrar o funcionamento dos seus dispositivos, a equipe construiu um sistema artificial de armadilha para mosca compreendendo o dispositivo inteligente de tomada de decisão LLM, pêlos sensoriais baseado em interruptor, e "pétalas" na forma de um atuador elétrico macio, replicando assim o processo de predação das armadilhas da dioneia. E tudo funcionou exatamente como na planta.

A equipe foi além, mostraram as aplicações potenciais do LLM para a integração de circuitos funcionais, filtragem, redes neurais artificiais e muito mais. Isso não apenas fornece insights sobre a simulação de comportamentos inteligentes em plantas, como também serve como uma referência confiável para o desenvolvimento de dispositivos simuladores de sinais biológicos e sistemas inteligentes bioinspirados.

"Quando as pessoas mencionam 'inteligência artificial', elas geralmente pensam em inteligência que imita o sistema nervoso dos animais. No entanto, na natureza, muitas plantas também podem demonstrar inteligência através de combinações específicas de materiais e estruturas. A pesquisa nesta direção fornece uma nova perspectiva e uma nova abordagem para compreendermos a inteligência na natureza e construir 'inteligência semelhante à vida'," disse o professor Shen.

Bibliografia:
Artigo: A liquid metal-based module emulating the intelligent preying logic of flytrap
Autores: Yuanyuan Yang, Yajing Shen
Revista: Nature Communications
Vol.: 15, Article number: 3398
DOI: 10.1038/s41467-024-47791-7

Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=componente-logico-liquido-imita-inteligencia-plantas&id=010180240617