O que os sistemas de IoT aprenderam com as plantas?

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O que os sistemas de IoT aprenderam com as plantas?

As soluções de Internet das Coisas (IoT) são, na essência, uma poderosa ferramenta sensorial. É através dela que dados de diferentes naturezas são coletados e processados para gerar respostas inteligentes aos processos.

Quando se fala em resposta sensorial, talvez as plantas sejam o grupo de seres vivos mais adaptado e preparado a tomar decisão com base nas informações que captam do meio ambiente. Estudos recentes mostram que as espécies mais evoluídas do reino vegetal chegam a contar com até 20 diferentes tipos de sentidos que, em conjunto, garantem a sobrevivência e a perpetuação do reino com grande eficiência.

Esse sucesso evolutivo tem sido estudado pela Biomimética com vistas a entender o modo como as respostas sensoriais das plantas poderiam ser usadas por engenheiros e designers para desenvolver sistemas de IoT ainda mais avançados.

Entradas sensoriais geram respostas descentralizadas nas plantas

Da raiz às folhas, as plantas possuem uma enorme diversidade de entradas sensoriais capazes de coletar informações — como umidade, insolação, gravidade e até mesmo presença de campos eletromagnéticos — que servem de base para a geração de respostas às mais diferentes barreiras ambientais. Esse mecanismo tem sido considerado um dos mais bem-sucedidos da natureza, visto que o reino vegetal compõe 99,5% de toda a biomassa do planeta e está presente na Terra muito antes do surgimento do primeiro exemplar animal.

Por muito tempo, considerou-se que os sistemas de sobrevivência dos vegetais fossem bastante simples. Não é à toa que expressões como “estado vegetativo” referem-se a situações de total inércia e falta de atividade. Entretanto, estudos recentes da Neurobotânica provam que essa visão reducionista está bastante longe da realidade. Concluiu-se que as plantas estão aptas a gerar respostas bastante complexas e até mesmo a se comunicarem umas com as outras. Plantações de milho e feijão, por exemplo, na presença de predadores (como a taturana), emitem substâncias para atrair as vespas (acima das taturanas na cadeia alimentar). Com isso, de forma natural, elas conseguem se defender e perpetuar as espécies.

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Ainda nessa direção, Stefano Mancuso, um dos grandes expoentes da Neurobotânica, defende que o conceito vigente de inteligência, vista apenas como um produto do cérebro, está ultrapassado. Isso porque sem o restante de todas as estruturas do organismo, o cérebro é incapaz de executar qualquer ação, mesmo as mais simples. As plantas ao contrário, ao desempenharem um padrão de resposta descentralizado e independente, garantem muito mais chances de sucesso no meio ambiente, mesmo sem nenhuma estrutura que se aproxime de um cérebro.

E é justamente a partir desses conceitos e observações biomiméticas que alguns engenheiros de software e sistemas de IoT estão desenvolvendo soluções mais adaptáveis e, portanto, menos suscetíveis a falhas.

Redes de IoT também funcionam a partir dos nós sensoriais

Muitos dos mecanismos de IoT que nos cercam seguem um padrão de resposta semelhante ao das plantas. Assim como um girassol, que movimenta seu caule conforme as células são estimuladas pela sensibilização da luz, os edifícios também podem ser programados a reduzir a intensidade das lâmpadas diante do aumento da claridade natural. Ainda, um prédio que acelera o fluxo de ar limpo para seu interior quando mensura a necessidade de renová-lo, segue um padrão muito parecido com o das raízes que se tornam mais ou menos permeáveis a depender da oferta de água à qual estão expostas.

Heliotropismo +: caule cresce em direção à luz

Respostas descentralizadas provenientes da conexão entre nós sensoriais das plantas permitem alcançar um padrão de comunicação muito mais rápido e eficiente. E isso, claro, em muito se assemelha aos modernos sistemas de Internet das Coisas que, antes de tudo, estruturam-se como uma gigantesca rede de nós conectados capazes de gerar comandos automáticos e inteligentes.

Estamos cercados por tecnologias humanas que se aproximam do funcionamento das plantas, mesmo que muitas vezes não consigamos correlacioná-las com os padrões de resposta encontrados no meio ambiente. A nossa maior dificuldade está em reconhecer que a inteligência das plantas se manifesta de forma diferente da nossa. Temos a tendência de querer extrapolar nossas características nas outras espécies e tentar reconhecer comportamentos parecidos. A Biomimética surge justamente para quebrar essas barreiras e, com isso, permitir que novas versões de sistemas muito mais simples no funcionamento sejam desenvolvidas, mesmo que complexas e rebuscadas no plano conceitual.

Plantas evoluem de forma autossustentável: próximo passo para a IoT?

A grande vantagem dos sistemas sensoriais humanos alimentados pela IoT em relação às plantas reside na sua capacidade de evoluir com muito mais rapidez. Na Natureza, qualquer  mudança microscópica pode levar centenas de milênios para gerar resultados favoráveis, diferente do processo de inovação atual baseado em ciclos de acertos e erros muito mais curtos.

Por outro lado, evoluções mais rápidas demandam muito mais energia. Os animais, por exemplo, desempenham grande esforço para se alimentar e sobreviver. Para isso, aperfeiçoaram técnicas de locomoção para a caça que demandam muita energia dos músculos, cérebro e outras estruturas. As plantas, por sua vez, não dependem de nada disso. Inclusive, são autossustentáveis, produzindo o próprio alimento a partir da luz.

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Além disso, em vez de desenvolverem órgãos para realizar funções específicas, os vegetais funcionam como organismos modulares. Cada módulo é capaz de realizar muitas das funções vitais para a sobrevivência do todo. E, se observarmos o funcionamento da internet e dos sistemas que dependem dela, mais uma vez perceberemos uma configuração muito semelhante a das plantas. A internet foi criada com essa mesma lógica modular, de tal modo que até a perda da maioria dos centros de comando não impede por completo a transmissão dos dados  — uma característica por sinal muito importante aos sistemas de IoT que nunca podem parar. No caso dos vegetais, por exemplo, eles são capazes de se refazer por inteiro mesmo que 99% de sua estrutura tenha sido eliminada.

Assim, ao estudar as plantas com mais detalhes, a Biomimética tem permitido a aplicação de aprendizados que certamente ajudarão no desenvolvimento de sistemas de IoT ainda mais poderosos, funcionais e ricos em simplicidade. Se a estrutura modular e a capacidade de comunicação avançada das plantas já são uma realidade visível nas tecnologias atuais, talvez o próximo grande passo seja gerar sistemas inteiros que consigam produzir a própria energia a partir de poucos recursos, tal como ocorre com a fotossíntese dos vegetais. Dessa forma, chegaremos a soluções plenamente autossustentáveis e ainda mais eficientes.