Peixe elétrico pode inspirar tecnologias a enxergar no escuro

Uma pesquisa sobre como os peixes elétricos podem enxergar o ambiente por meio da eletricidade, pode ajudar a desenvolver tecnologias capazes de observar no escuro. A possibilidade faz parte de uma pesquisa desenvolvida com participação do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), publicada na revista científica internacional “Frontiers in Computational Neuroscience”.

O estudo usa inteligência artificial e modelos computacionais para compreender, com precisão inédita, os movimentos e os sinais do organismo do Gymnotus carapo no ambiente.

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De acordo com os pesquisadores, o objetivo é criar novas maneiras de acompanhar o comportamento dessa espécie sem interferir em sua movimentação natural e abrir caminhos para desenvolver sistemas artificiais de localização inspirados na natureza.

Como age o peixe elétrico

Diferentemente de espécies conhecidas por gerar descargas fortes para defesa ou ataque, o Gymnotus carapo utiliza seus sinais elétricos principalmente como uma espécie de sistema sensorial.

O campo elétrico produzido ao redor do corpo permite que o animal obtenha informações sobre o ambiente, localize objetos, encontre alimento e se comunique com outros indivíduos.

Como experimento foi realizado

O experimento consistiu em colocar o peixe em um tanque com profundidade suficiente para permitir movimentos tridimensionais e monitorar os deslocamentos da espécie por câmeras posicionadas ao redor do ambiente, enquanto eletrodos captavam os sinais elétricos produzidos pelo animal.

A partir dessas imagens, uma das áreas da inteligência artificial permitiu reconstruir digitalmente a posição e a postura do peixe em três dimensões e acompanhar detalhadamente os movimentos do animal.

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De acordo com informações da IFSC/USP, a etapa seguinte consistiu em relacionar a posição do corpo do peixe com os sinais elétricos registrados pelos sensores. Os pesquisadores criaram e compararam diferentes modelos computacionais para representar como as cargas elétricas se distribuem ao longo do órgão responsável pelas descargas. Dessa forma, foi possível simular o campo elétrico produzido pelo peixe enquanto ele nadava e comparar as previsões dos computadores com aquilo que os eletrodos realmente haviam registrado.

Os resultados mostraram que um modelo que considera uma distribuição de cargas mais próxima das características biológicas do animal reproduziu melhor os dados experimentais do que representações mais simples tradicionalmente utilizadas.

Tecnologia que enxerga no escuro

As aplicações da pesquisa podem ultrapassar o estudo do comportamento animal. Segundo os pesquisadores, o conhecimento adquirido sobre a forma como os peixes produzem e utilizam campos elétricos também poderá contribuir para o desenvolvimento de sistemas artificiais de localização inspirados na natureza.

A metodologia poderá ainda ser adaptada para estudar vários animais simultaneamente e outras espécies de peixes elétricos, ampliando as possibilidades de investigação de comportamentos sociais em condições mais próximas das encontradas na natureza.

“Ao integrar neurociência, física, inteligência artificial, computação e biologia, o estudo mostra como tecnologias avançadas podem revelar aspectos do comportamento animal que antes eram extremamente difíceis de observar. Ao mesmo tempo, a presença de estudantes de graduação entre os autores evidencia outro resultado importante: a Iniciação Científica pode colocar jovens pesquisadores não apenas em contato com a ciência, mas como participantes efetivos de pesquisas internacionais de ponta”, apontou nota da IFSC/USP.