Projetos de redes de transporte inspirados no bolor limoso

Plasmódio de Physarum polycephalum crescendo numa casca de árvore (Zlir'a em Wikimedia Commons - CC BY 2.5)

por Jeff Zweerink
17 de fevereiro de 2010
 

Gênio é um por cento inspiração e noventa e nove por cento transpiração.

 

Eu não falhei, apenas encontrei 10.000 maneiras que não funcionam.

Estas duas citações de Thomas Edison destacam as dificuldades de fazer uma boa ideia funcionar. Uma boa ideia só se concretiza depois de muito trabalho árduo, mas conceber uma boa ideia não é trivial. Como uma fonte de ideias de design, os organismos biológicos continuam a inspirar avanços tecnológicos que muitas vezes excedem as ideias que os humanos poderiam conceber por conta própria. Um projeto recente de inspiração biológica pode levar a melhores redes de transporte.

Normalmente, redes de transporte referem-se a ruas e estradas projetadas para movimentar mercadorias, mas também incluem aquedutos, linhas de energia e sistemas de internet. Redes de transporte bem projetadas roteiam a mercadoria apropriada (veículos, água, eletricidade, informações etc.) entre diferentes nós com alta eficiência e custo mínimo. Além disso, redes robustas garantem transferências precisas e acomodam interrupções ao longo das diversas rotas que conectam os nós.

Uma equipe de cientistas japoneses e britânicos descobriu recentemente uma correspondência entre redes de transporte projetadas por humanos e por organismos biológicos. Em particular, a equipe estudou o processo pelo qual o fungo mucilaginoso Physarum polycephalum {também conhecido como bolor limoso} (ilustrado na imagem no começo do texto) cresce para coletar alimento.

À medida que o fungo viscoso crescia, formava uma rede de veias que conectava os alimentos de forma a minimizar o comprimento do caminho (e, portanto, o custo da conexão dos materiais). De fato, a rede de fungos viscosos assemelhava-se bastante ao sistema ferroviário de Tóquio, projetado para conectar as cidades vizinhas. De acordo com os autores do artigo publicado na Science, o Physarum polycephalum "forma redes com eficiência, tolerância a falhas e custo comparáveis aos das redes de infraestrutura do mundo real". Embora não possua uma estrutura de controle central, esse organismo unicelular ainda constrói redes que rivalizam com os melhores projetos humanos.

Esta pesquisa abre caminho para a construção de redes de transporte ainda melhores. Os cientistas também conseguiram construir um modelo relativamente simples para descrever os processos de otimização utilizados pelo fungo viscoso. Os algoritmos envolvidos neste modelo fornecem soluções gerais para o projeto de redes tolerantes a falhas sem a necessidade de um mecanismo de controle central. Assim, o modelo oferece uma maneira econômica de investigar problemas de transporte atuais e futuros.

Os autores do artigo atribuem as características de auto-otimização do Physarum polycephalum a processos evolutivos. No entanto, assim como o projeto do sistema ferroviário de Tóquio aponta para o trabalho de uma mente, o mesmo ocorre com os elegantes designs exibidos por este fungo viscoso.

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Traduzido de Transport Network Designs Inspired by Plasmodium (RTB)

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