Prot�tipo ingl�s pode ajudar a acelerar pesquisas, como a pela cura da COVID-19

Nesses tempos de pandemia, quando cientistas, exauridos, praticamente moram em seus laborat�rios tentando encontrar meios de lutar contra a COVID-19, um pesquisador capaz de trabalhar quase 24 horas, sete dias por semana, sem ao menos bocejar, n�o seria uma m� ideia.

Pois j� existe um prot�tipo desses, desenvolvido pela Universidade de Liverpool. Em artigo publicado na revista Nature, os criadores da m�quina descrevem como ela pode executar tarefas incessantemente e realizar experimentos sem o aux�lio de um “colega” humano.

O cientista rob�, o primeiro do tipo, toma as pr�prias decis�es sobre quais experimentos de qu�mica executar e j� descobriu um novo catalisador. Ele tem uma estrutura humanoide e trabalha em um laborat�rio padr�o, usando instrumentos como um pesquisador humano.

No entanto, ao contr�rio de uma mulher ou de um homem, essa m�quina de 400kg tem uma paci�ncia infinita, pode pensar em 10 dimens�es e funciona 21,5 horas por dia, fazendo uma pausa apenas para recarregar a bateria.

Essa tecnologia, que foi capa da mais recente edi��o da Nature, pode resolver problemas de escala e complexidade que est�o atualmente al�m do nosso alcance. Por exemplo, rob�s aut�nomos s�o capazes de encontrar materiais para a produ��o de energia limpa ou novas formula��es de medicamentos pesquisando vastos espa�os qu�micos inexplorados.

Os rob�s j� foram usados em pesquisas qu�micas, mas, geralmente, fazem parte de um experimento espec�fico. Essa m�quina de 1,75m de altura � m�vel e pode circular pelo laborat�rio, realizando uma ampla gama de tarefas diferentes.

Ela � capaz de trabalhar com equipamentos projetados para opera��o humana devido �s dimens�es e ao alcance f�sico semelhantes aos de uma pessoa. Usa uma combina��o de escaneamento a laser com feedback por toque para posicionamento, em vez de um sistema de vis�o.

No primeiro exemplo de suas capacidades publicado na Nature, o rob� realizou 688 experimentos em oito dias, trabalhando por 172 das 192 horas. Para isso, fez 319 movimentos, realizou 6,5 mil manipula��es e percorreu uma dist�ncia total de 2,17km. Ele executou independentemente todas as tarefas do experimento, como pesar s�lidos, distribuir l�quidos, remover ar dos recipientes, executar a rea��o catal�tica e quantificar os produtos da rea��o.

O c�rebro do rob� usa um algoritmo de busca para navegar em um espa�o 10-dimensional em que h� mais de 98 milh�es de possibilidades de experimentos. A partir desse banco de dados, ele decide o melhor a ser realizado com base nos resultados anteriores. Ao fazer isso, descobriu autonomamente um catalisador seis vezes mais ativo, sem orienta��o adicional da equipe de pesquisa.

O estudante de doutorado da Universidade de Liverpool, Benjamin Burger, que projetou e programou o rob�, diz: “O maior desafio foi tornar o sistema robusto. Para trabalhar autonomamente por v�rios dias, fazendo milhares de manipula��es delicadas, a taxa de falhas de cada tarefa precisa ser muito baixa. Mas, uma vez feito isso, o rob� comete muito menos erros do que um operador humano”.

Segundo  Benjamin Burger, a proposta da equipe foi automatizar o pesquisador, e n�o os instrumentos. “Isso cria um n�vel de flexibilidade que mudar� a maneira como trabalhamos e os problemas que podemos enfrentar. Essa n�o � apenas outra m�quina do laborat�rio. � um novo membro da equipe, que libera tempo para que os pesquisadores humanos pensem criativamente”, complementa o professor Andrew Cooper, do Departamento de Qu�mica e Inova��o em Materiais da Universidade de Liverpool, que liderou o projeto.

Interagindo nos hospitais

“Oi! Voc� quer cantar uma m�sica comigo?” Com seus grandes olhos e um corpo elegante, Robin, o rob�, tem um visual agrad�vel e amig�vel para crian�as — ele parece um personagem animado da Pixar — e est� ansioso para interagir com pacientes pedi�tricos. O objetivo: aliviar a ansiedade e a solid�o durante uma interna��o hospitalar.

A tecnologia de aprendizado emocional que permite que Robin se envolva realisticamente com crian�as � ainda mais essencial na era de pandemia da covid-19, quando o isolamento f�sico se tornou mais impactante para crian�as doentes, principalmente aquelas cujos sistemas imunol�gicos est�o comprometidos.

Mas embora o isolamento f�sico seja necess�rio, o sentimento de estar isolado n�o �, diz Justin Wagner, cirurgi�o pedi�trico do Hospital Infantil da Universidade da Calif�rnia em Los Angeles e col�der do projeto Robin. “Os sentimentos negativos s�o ainda mais fortes durante esse per�odo”, observa. “Esperamos integrar Robin como membro da equipe, aumentando nossa capacidade de proporcionar �s crian�as contato, aten��o e companhia.”

O sistema de intelig�ncia artificial foi desenvolvido pela Expper Technologies, uma startup no Vale do Sil�cio com origem em Yerevan, na Arm�nia. A tecnologia de Robin permite que o rob� construa o que � chamado de mem�ria associativa — reconhece as emo��es de uma crian�a interpretando suas express�es faciais e constr�i um di�logo responsivo, replicando padr�es formados a partir de experi�ncias anteriores.

Espera-se que Robin comece a andar pelos corredores do hospital ainda neste m�s, quando come�ar� o per�odo de treinamento de um ano. Durante esse tempo, ele ser� operado remotamente por um especialista do Programa de Vida Infantil Chase do hospital. O especialista fornecer� a voz de Robin e controlar� as a��es e as express�es do rob�, � medida que a m�quina vai “aprendendo” como responder �s necessidades de crian�as e fam�lias.

“Essa � uma ferramenta para fornecer suporte aos nossos pacientes jovens”, diz Kelli Carroll, diretora do programa. “Enquanto nossas interven��es tradicionais est�o em pausa durante a pandemia, permanece a necessidade de preparar, educar e fornecer distra��o comportamental para as crian�as. Robin ajudar� nossos especialistas a fazer isso.”

Al�m de fornecer suporte emocional para pacientes pedi�tricos, Robin ser� objeto de um estudo de uma equipe multidisciplinar de m�dicos e especialistas em comportamento que avaliar� o impacto do rob� em crian�as e fam�lias. O objetivo � determinar at� que ponto essa nova tecnologia ajuda crian�as e pais a lidarem com o estresse de ser hospitalizado.