#FuturoPresente – Editora Opet

Futuro Presente: o mistério das “invenções independentes”

Nesta edição de #FuturoPresente, vamos conhecer um fenômeno que fascina e desafia os cientistas há muito tempo: a chamada “invenção independente” ou “descoberta múltipla”. Você imagina o que seja isso? Se nunca ouviu falar, comece a ler este texto: você vai se surpreender!

⌛ Vamos viajar no tempo e na tecnologia

Para e, por um instante, imagine a situação. Estamos na China, no século XI. Lá, depois de examinar folhas de papel e estudar longamente as técnicas de impressão de gravura, um jovem inventor chamado Bi Sheng desenvolve a impressão com uso de tipos móveis. Uma revolução na comunicação! Corte de cena: agora, avançamos 400 anos e viajamos para o oeste, para a cidade alemã de Mainz. Ali, depois de muito trabalhar com mecanismos de relógio e artes gráficas, outro inventor, chamado Johannes Gutenberg, cria… a impressão com uso de tipos móveis. Outra revolução comunicacional!

*Bi Sheng e Johannes Gutenberg, os inventores da impressão com tipos móveis. Fontes: Baidu e Wikipedia.*

🚀 Como assim?! Dois inventores da mesma coisa?

Isso mesmo! E o pior: os dois com a mesma titularidade sobre a invenção! O caso de Bi Sheng e Johannes Gutenberg ilustra perfeitamente o tema deste artigo, a invenção independente ou descoberta múltipla (em inglês, “multiple discovery” ou “simultaneous invention”).

Algo que, esclarecemos neste momento inicial, é totalmente diferente de uma única invenção replicada ao longo do tempo (difusão cultural) ou, então, da cópia descarada e da atribuição de autoria, a alguém, de uma invenção que já existia (plágio).

*Exemplos de impressões de Bi Sheng e de Gutenberg. Fonte: Wikipedia e Europeana.*

🧠 Um negócio fantástico

Como você já deve ter imaginado, as expressões “invenção independente” e “descoberta múltipla” identificam um fenômeno raro, porém altamente impactante: o nascimento de uma mesma tecnologia, feita para solucionar o mesmo problema, em duas culturas distantes entre si no espaço e no tempo. Os inventores, no caso, sequer imaginam a existência de sua “contraparte criadora”, e agem na mais absoluta boa fé. Com seus próprios esforços, usando os próprios métodos, atacam o problema, constroem caminhos e… chegam à mesma solução!

➡️⬅️ Tecnologias que convergem

As tecnologias de Bi Sheng e Gutenberg, evidentemente, tinham suas próprias características: o inventor chinês usava tipos construídos em porcelana, enquanto o alemão apelava a uma liga de metais “moles” (dúcteis, como estanho, chumbo e antimônio) para construí-los; além disto, eles usavam tintas diferentes, e o papel chinês provavelmente era mais sofisticado que o de Gutemberg.

Acontece, porém, que ambos os inventores possuíam o mesmo objetivo, que era o de produzir páginas impressas sem a necessidade de criar as matrizes de impressão página a página, mas apenas compondo ideogramas ou letras – o que tornaria o trabalho muito mais rápido e econômico.

Um objetivo nascido de uma necessidade comum, naquele momento, às culturas de origem – a China da Dinastia Song e a Europa da Reforma Protestante: livros! “À mancheia”, como diria Castro Alves, em maior número e mais baratos, para difundir conhecimentos.

🛞 Vários exemplos

“Ah, mas isso só aconteceu uma vez”, você pode estar pensando. O caso da impressão com tipos móveis é, de fato, emblemático – ela pertence àquela lista de invenções que mudam os rumos da civilização, como a roda, a escrita, as tecnologias nucleares e a internet –, mas nem de longe é único. Ao longo da história são muitos os casos e é bem possível que o fenômeno esteja acontecendo neste exato momento, enquanto você lê este artigo. Em nossa época, evidentemente, a possibilidade é muito menor por conta do alto grau de conexão entre as pessoas. Mas, ainda assim, ela existe.

Quer outro exemplo muito poderoso? A escrita, que ao longo de algumas centenas de anos surgiu de forma independente e se difundiu a partir de diferentes regiões – Mesopotâmia, Egito, China e México.

Mais um exemplo “das antigas”? As pirâmides, que despontaram em vários lugares do mundo, do Egito ao México, passando pela China. E o que dizer da roda, então? Vixi!

*Escrita cuneiforme, da Mesopotâmia, e hieroglífica, do Egito. Fonte: Europeana.*

⚔️ Uma batalha (não percebida) entre criadores

A distância cronológica e geográfica entre Bi Sheng e Gutemberg fez com que eles não se conhecessem e nem aos respectivos inventos, o que afasta qualquer possibilidade de disputa, a não ser, talvez, entre seus compatriotas mais nacionalistas em nossa época. Há, porém, casos de invenção independente/ descoberta múltipla em que os inventores poderiam ter se conhecido… e até se conheciam!

O caso clássico, nesse contexto, é o dos filósofos Issac Newton (1643-1727) e Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), que desenvolveram – cada um, com seus próprios cérebros, penas, tinteiros e cadernos – o cálculo diferencial e integral, que contribuiu de forma extraordinária para a evolução humana em áreas que vão da música à eletrônica, da climatologia ao GPS.

*Newton e Leibnitz, criadores do cálculo diferencial e integral – eles se conheciam e viviam na mesma época. Fonte: Wikipedia.*

Esse, caso, vale observar, gerou polêmica entre os historiadores da ciência por muito tempo – afinal, será que um não sabia, mesmo, sobre as ideias do outro? Na verdade, o próprio Newton acusou seu colega alemão de plágio (em 1716), mas investigações posteriores, pautadas na leitura cuidadosa dos documentos e da correspondência trocada entre eles, mostraram que ambos desenvolveram o cálculo de forma independente. Newton teve a ideia primeiro, mas a manteve em segredo, tornando-a pública apenas depois de Leibniz publicar seu próprio trabalho a respeito.

🔬🔬 Casos recentes

E para mostrar que casos semelhantes não se limitam a tempos em que a comunicação científica é muito ruim – e em que, por conta disto, os pensadores “dão conta do recado” sozinhos –, é possível citar algumas descobertas mais recentes que entram na categoria de invenção independente/descoberta múltipla.

Vamos ficar em duas delas: 1) – a técnica de Edição Genética CRISPR-Cas9, adotada para o tratamento de doenças e até para a “desextinção” de espécies (que vimos em um artigo anterior), desenvolvida simultaneamente pelos cientistas Jennifer Doudna & Emmanuelle Charpentier (EUA/França) e Feng Zhang (EUA/China); e 2) – as Redes Neurais Artificiais, utilizadas em IA, desenvolvidas simultaneamente por Geoffrey Hinton (Reino Unido/Canadá), Yann LeCun (França/EUA) e Yoshua Bengio (Canadá).

Nesses e em outros casos recentes, é possível pensar em razões para o fenômeno. A primeira delas é uma base compartilhada de conhecimentos e uma demanda bem específica. E a segunda é o desejo de exclusividade em relação ao conhecimento ou tecnologia, que faz com que – sonhando com Nobel e com milhões de dólares do mercado – os cientistas trabalhem “na moita” e tentem chegar primeiro ao objetivo.

🎯 Mas, o que explica o fenômeno?

Essa é uma pergunta fantástica. É possível pensar em vários fatores que contribuem para que, vez por outra, uma mesma invenção genial “pipoque” aqui e/ou acolá.

O primeiro deles é bem conhecido e atende pelo nome de “ser humano”. Ou seja, pessoas dotadas de cérebros e de um sistema cognitivo avançado tendem a “brincar com os mesmos brinquedos” – ou seja, buscar soluções usando o raciocínio comum à espécie.

Um dos motivos para o nascimento de ideias iguais em contextos distintos seria o próprio cérebro humano – um sistema cognitivo que capta a realidade e suas questões a partir de padrões similares. Fonte: Getty Images.

O segundo fator é a necessidade. Problemas universais – como a necessidade da escrita – geram respostas que podem ser diferentes, mas que têm uma mesma finalidade.

Um terceiro fator é o da chamada pressão evolutiva: na medida em que as civilizações foram se desenvolvendo, acabaram sujeitas a novos desafios que, muitas vezes, eram semelhantes (como o de armazenar ou transportar safras, por exemplo).

Um quarto fator é o conhecimento prévio compartilhado por mais de uma civilização, o que pode fazer com que os criativos busquem inovar em espectros de ação semelhantes. Por exemplo: não haveria impressão com tipos móveis se não houvesse papel, tecnologia chinesa compartilhada com os europeus da época de Gutenberg.

Um quinto fator, por estranho que possa parecer, reside no isolamento civilizacional: em alguns casos, uma descoberta nasce de uma necessidade somada à falta de conhecimento sobre a mesma descoberta feita por outra pessoa ou cultura.

Por fim – esta lista, vale observar, não é definitiva – está o que em alemão se chama “Zeitgeist”, o famoso “Espírito do Tempo”. Certas eras da humanidade – como o Renascimento, a Revolução Industrial ou a Dinastia Shang, na China – expandiram certos campos do conhecimento, o que, por sua vez, levou pensadores e cientistas a “ciscarem” em áreas semelhantes, podendo obter resultados semelhantes.

🌍 Conclusão: e por falar em “Zeitgeist”…

Ou melhor, no “espírito do tempo” e na ênfase ao estudo, construção conjunta e compartilhamento de conhecimentos, ela combina muito bem com a escola e com a educação. E, no caso mais específico das invenções independentes, combina até mesmo com algumas metodologias educacionais recentes, como a da pedagogia por projetos.

Explicamos: nesse caso, os estudantes recebem o mesmo problema e são levados a desenvolver caminhos independentes para a sua solução. Neles, explicitam seus conhecimentos e, na comparação com os outros projetos, também, as vantagens e deficiências de sua própria estratégia. Então: que tal propor um desafio assim em sua sala de aula e observar se soluções paralelas emergem? Pense nisso!

#FuturoPresente – Desextinção de espécies: uma conquista… ou um perigo?

*Em 1916, Charles Knight pintou o que seria uma manada de mamutes-lanosos. Cientistas querem transformar essa representação em realidade por meio da desextinção. Fonte: Wikipedia.*

Você já ouviu falar em “desextinção”? A palavra ainda não chegou ao dicionário, mas já faz parte das conversas e estudos de um grupo de cientistas ligados à área biológica. E, nos próximos anos, ela pode fazer parte da realidade – com consequências que ainda estão sendo avaliadas. Vamos explorar mais o assunto? Siga conosco!

Desextinção

Como o próprio nome indica, a palavra desextinção se refere ao processo artificial de produzir organismos que se assemelham a espécies extintas naturalmente ou pela ação humana, por meio de técnicas como clonagem, edição genética (CRISPR) ou seleção genética.

De dinossauros a mamutes, de aves como o pássaro dodô a mamíferos como o tigre dente-de-sabre, todas essas espécies, EM TESE, poderiam ser “revividas” e até mesmo reintroduzidas na natureza. E essa possibilidade só passou a ser considerada porque, nas últimas décadas, houve avanços muito importantes nas áreas da genética, da paleontologia e das biotecnologias. Mas, será que é uma boa ideia?

O Velociraptor e o sonho da desextinção

Em 1993, pessoas em todo o mundo passaram a conhecer um novo tipo de dinossauro, que, de certa forma, substituiu o Tiranossauro Rex (Tyrannosaurus rex) no imaginário dos monstros do passado: o Velociraptor (Velociraptor antirrhopus), fera do período Cretáceo que literalmente “apavorou” as plateias do filme “Jurassic Park”, dirigido por Steven Spielberg (pôster ao lado).

Muito mais do que apresentar um novo dinossauro (e outros mais), porém, o filme fez chegar ao grande público uma ideia que já rondava os cérebros de um grupo de cientistas: ressuscitar espécies extintas usando elementos biológicos e alta tecnologia.

A película, é claro, exagerava bastante as possibilidades e as conquistas científicas (a clonagem de dinossauros ainda é praticamente impossível por motivos que veremos à frente), mas, em certa medida, deixou antever um futuro razoavelmente possível. Com a melhoria das técnicas, novas tecnologias e até com mudanças legais, é válido pensar que, em algumas décadas, teremos, de fato, animais e até mesmo espécies inteiras “renascidas”. Para algumas delas, as possibilidades são maiores; para outras, menores. Vamos saber mais.

Quando tudo começou

Falar sobre as possibilidades de desextinção de espécies só é possível graças à descoberta da chamada estrutura de dupla hélice do DNA, em 1953 pelos cientistas Francis Crick (Inglaterra) e James Watson (Estados Unidos). Eles, aliás, receberam o Prêmio Nobel de 1962, em Medicina e Fisiologia, graças a este estudo – um reconhecimento 100% merecido! Outra cientista essencial nessa descoberta foi a química inglesa Rosalind Elsie Franklin, cujos estudos sobre estruturas moleculares ajudaram muito na compreensão da “molécula da vida”.

*Rosalind Franklin, Francis Crick e James Watson: os “pais da matéria” no campo dos estudos genéticos. Fonte: Wikipedia.*

Conhecer o DNA ou ácido desoxirribonucleico – molécula que contém as informações genéticas de todos os seres vivos e é responsável por determinar as características individuais de cada espécie – abriu um campo de pesquisas gigantesco, das doenças genéticas e sua cura à criminologia. Hoje, graças à genética, as pessoas podem conhecer suas origens mais remotas e também algumas doenças de que poderão vir a sofrer no futuro. As aplicações desse novo campo da ciência, porém, vão muito mais longe!

*O “segredo” da desextinção reside na manipulação genética com técnicas de “editam”, “costuram” ou “somam” genes ao DNA. Fonte: Getty Images*.

Trabalhando com o DNA

Depois de conhecer o DNA – e o DNA da nossa própria espécie, que foi inteiramente sequenciado no ano de 2003, pelo Projeto Genoma Humano –, os cientistas passaram a buscar formas de chegar até ele para corrigir eventuais configurações responsáveis pelas doenças genéticas. Entre essas doenças estão a anemia falciforme, a fibrose cística, a fenilcetonúria e a hemofilia tipo A, que afetam milhões de pessoas em todo o mundo.

Nesse processo surgiram as duas principais técnicas utilizadas atualmente: a terapia genética e a edição de genes.

*Representação artística da edição genômica. Fonte: Programa de Educação Genômica, Departamento de Saúde do Reino Unido.*

Em termos simples, a terapia genética envolve a inserção de genes funcionais em um organismo para substituir ou complementar genes defeituosos – isto pode ser feito por meio de vírus modificados, que funcionam como vetores para “entregar” o DNA.

E a edição de genes envolve a modificação direta do DNA existente, que é seccionado e tem sequências específicas corrigidas. O chamado CRISPR-Cas9 é a técnica mais conhecida e precisa.

Embora essas técnicas sejam amplamente utilizadas na medicina, elas também estão sendo estudadas como ferramentas para um objetivo ainda mais ousado: trazer de volta espécies extintas.

“Desafio de Costura”

“Operar” genes adicionando peças ao quebra-cabeça ou editando sequências não é uma tarefa fácil, simples ou barata. No caso dos projetos de desextinção, há, ainda, um complicador: o fato de que, com o passar do tempo, as estruturas genéticas – o DNA – também se alteram e decaem.

Em termos figurativos, seria algo como recortar ou remendar uma peça de tecido. Se ela está inteira e forte, é possível costurar sem grandes problemas; se, porém, está fragilizada – rasgada ou apodrecida –, é muito mais difícil! Como incorporar remendos, por exemplo? Como costurar um tecido que está se quase desmanchando?

Agora, imagine um “tecido” – uma sequência de DNA – que tenha 80 milhões de anos (como a de um velociraptor) ou “apenas” seis mil anos (como a de um mamute-lanoso). Ambos um dia estiveram intactos, mas, ao longo do tempo, sofreram um lento e contínuo processo de degradação que envolve fatores ambientais. Será que, com as tecnologias e as metodologias disponíveis atualmente, é possível “costurá-las” para recuperar o “tecido” original – o ser vivo extinto? Essa é a grande questão que intriga os cientistas da desextinção até hoje!

Projetos em andamento

Como vimos, a integridade do DNA – do “tecido da vida” a que nos referimos – é fundamental para o eventual sucesso dos projetos de desextinção. O que implica afirmar que, quanto mais antiga a amostra, ou quanto menos disponível ela estiver, mais difícil será ter sucesso no processo. O que, pensando nos dinossauros ferozes de “Jurassic Park”, talvez seja uma boa notícia…

Observado esse ponto, chegamos aos projetos que estão em andamento. Vamos focar em um deles que é emblemático porque se liga tanto à pré-história quanto ao papel humano na extinção.

Antes, porém…

Vamos responder a uma pergunta-central: algum animal já foi desextinto? Sim. Em 2003, utilizando técnicas semelhantes às usadas para a clonagem da ovelha Dolly, cientistas espanhóis e franceses conseguiram reproduzir um íbex-dos-pirineus ou bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica), espécie extinta havia muito pouco tempo. Em virtude de problemas pulmonares, porém, o filhote sobreviveu por apenas algumas horas.

*Íbex-dos-pirineus, primeiro animal a ser desextinto. O sucesso do projeto, porém, foi relativo. Fonte: Wikipedia.*

A volta do mamute-lanoso

Voltemos ao projeto em andamento: ele é desenvolvido por cientistas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, e quer reviver o mamute-lanoso (Mammuthus primigenius), extinto há cerca de 4 mil anos pela ação dos nossos antepassados.

A técnica utilizada, nesse caso, se baseia na edição genética de células do elefante asiático, que é muito semelhante aos ancestrais peludos. Na medida em que existem muitos restos de mamutes-lanosos – descobertos na tundra, inclusive em virtude do aquecimento global –, as chances de se encontrar de DNA preservado são grandes. Esse DNA, ao ser sequenciado, oferecerá um “mapa” para a edição genética do DNA dos elefantes asiáticos.

*“Rato-lanoso”, criado em laboratório pela manipulação de genes para torná-lo semelhante, em pelagem, aos mamutes-lanosos. Fonte: Wikipedia/Nature.*

A pesquisa está caminhando bem. O maior desafio está na produção de um útero artificial que possa receber os embriões da “nova-velha” espécie.

Mas, por que clonar o mamute-lanoso? Os cientistas apontam dois motivos: 1) – ao ser reintroduzidos na natureza, os animais poderiam ajudar a proteger um bioma, a tundra, muito fragilizado atualmente; e 2) – a pesquisa também ajuda a fornecer dados sobre o elefante asiático, espécie que intriga os cientistas por apresentar uma baixíssima incidência de câncer – ao conhecer os fatores por trás desta resistência, seria possível descobrir caminhos para prevenir e tratar o câncer entre os seres humanos.

Possibilidades e desafios éticos

Não há dúvida de que a desextinção é um tema científico fascinante. Ao mesmo tempo, porém, ele gera dúvidas, apreensões e questões éticas. Isso porque, em certa medida, a possibilidade de fazer espécies voltarem à vida coloca a nossa própria espécie na condição de criadora, de “divindade”, algo que foi explorado magistralmente em obras literárias como “Frankenstein”, de Mary Sheeley, e “A Ilha do Dr. Moreau”, de H. G. Wells. Uma condição de enorme poder – e enorme responsabilidade também!

Cuidando do mundo que existe

Se, por um lado, o sucesso em processos de desextinção pode levar ao repovoamento de biomas onde as espécies foram extintas pela ação humana, mais recentemente – o que é positivo, inclusive pela recomposição das cadeias que formam a “teia da vida” nestes ambientes –, por outro ele pode levar, também, a um desleixo da nossa espécie em relação às espécies existentes. Se elas podem ser recriadas a qualquer momento, por que se preocupar em mantê-las?

*O mundo possui milhões de espécies, muitas das quais em risco de extinção pela ação humana. Fonte: Getty Images.*

É preciso considerar, também, os custos envolvidos nos processos de desextinção, que se mostram muito altos nos projetos em andamento atualmente. Não seria mais inteligente utilizar esses recursos para preservar e promover espécies em risco de extinção pela ação humana?

E as extinções naturais?

É preciso pensar, ainda, no fato de que a extinção de espécies também é um processo natural, estabelecido ao longo de milhões de anos sem a interferência humana. Em outras palavras: o ser humano é um agente importante de extinção, mas não é o único. Apenas para se ter uma ideia, os cientistas estimam que, das 4 bilhões de espécies que passaram pelo nosso planeta ao longo dos últimos 500 milhões de anos, 99% (3,96 bilhões) foram naturalmente extintas!

Fóssil de um arqueoptérix (**Archaeopteryx lithographica**), dinossauro voador que viveu há 150 milhões de anos. Fonte: Getty Images.

Na medida em que esse processo também implica modificações nos biomas e nas próprias relações entre espécies, pode ser muito arriscado reintroduzir espécies desaparecidas, em especial as que viviam em outras eras geológicas. O melhor aviso a esse respeito, vindo do campo da arte, é dado pelos dinossauros de “Jurassic Park”, que fogem ao controle de seus criadores e geram um caos total. Bem observado!

Responsabilidade pelas espécies

Por fim, mas não menos importante, é a percepção da nossa responsabilidade. Na medida em que a espécie humana consiga ressuscitar espécies, ela se tornará automaticamente responsável por elas, por sua presença no mundo e por seu bem-estar. Criar espécies por mero desejo de conhecimento, por exemplo, seria um erro extraordinário.

Conclusão: desextinção, sim ou não?

Ao olhar para as ideias e para os projetos que focam no “renascimento” de espécies, podemos pensar em um tema que é muito importante para a educação: o letramento, que é a capacidade de “ler o mundo”, criticamente, a partir de um conhecimento prévio – da alfabetização. O domínio das técnicas de modificação genética, como vimos, é cada vez maior e pode levar a grandes conquistas, das desextinção de espécies à cura de muitas doenças. Isso, aliás, já está acontecendo. Com um grande conhecimento, porém, nasce um grande poder – e uma responsabilidade equivalente! E é aí que entram em cena o letramento, a ética e uma percepção mais profunda da realidade e das consequências do que se está produzindo.

Na sua opinião, as pesquisas focadas na desextinção de espécies são mais benéficas ou mais prejudiciais ao mundo? Pense nisso!

Para ir mais longe – links e notícias interessantes

Programa de Educação Genômica, Departamento de Saúde do Reino Unido – “O que são edição genômica e terapia genética?“ (em inglês)

Portal G1, Ciência – “Cientistas querem trazer espécies extintas de volta ainda nesta década; veja as promessas e entenda críticas”

Portal G1, Ciência – “‘Camundongo-lanoso’: empresa diz ter criado animal peludo com genes dos mamutes que quer ‘ressuscitar'”

CNN Brasil – “‘Ciência da ressurreição’ ganha força: será que vamos reviver espécies?”

Veja – “Mamute e Dodô: Empresa que pretende reviver animais extintos recebe aporte milionário”

Site oficial da Colossal Laboratories e Biosciences, empresa responsável pelo processo de desextinção do mamute-lanoso (em inglês)

Yale Environment 360, revista da Universidade de Yale (EUA) – “Apesar dos esforços para reviver espécies, a extinção ainda é para sempre” (em inglês)

Revista Nature – “Desextinção: tecnologia de laboratório digital dá suporte a um ‘projeto mamute’” (em inglês)

“Viagem Fantástica”: a era dos nanorrobôs já começou!

*Representação artística de um nanorrobô produzida por IA.*

Não há quem não saiba o que são robôs, não é verdade? Robôs são máquinas programadas e que executam tarefas de forma automática. O termo, surgido há cerca de cem anos em uma obra de ficção científica do escritor checo Karel Čapek, também serve para identificar máquinas “com cara de gente”, como as que vemos nos filmes.

Mas, você sabe o que são nanorrobôs? Devem ser robôs bem pequenininhos, certo? Certo! Nanorrobôs são máquinas espetaculares, que passaram a ser desenvolvidas e aprimoradas nos últimos anos para missões bem especiais. Vamos conhecê-las? Seja bem-vindo a mais uma edição de “Futuro Presente”!

Pequenininhos, mesmo!

Tudo o que começa com o prefixo “nano”, quando o assunto é ciência e tecnologia, é bem pequeno. E bota pequeno nisso! Para se ter uma ideia, um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro (1 nm = 10⁻⁹ metros). Se esse número não diz muita coisa, basta imaginar a espessura de um fio de cabelo… e dividi-la por cem mil! É muito pequeno, atômico mesmo! Tanto, que só pode ser visto com microscópios eletrônicos, que são os mais potentes. Aliás, se usamos átomos como referência, 1 nm equivale a algo entre 3 a 5 átomos alinhados.

Com essa medida em mente, podemos pensar, de modo geral, em nanorrobôs: são máquinas construídas em escala nano, ou seja, com porções muito reduzidas, atômicas, de matéria. E, mesmo assim, são capazes de realizar tarefas complexas, como transportar medicamentos para dentro de células cancerosas, por exemplo. Elas são compostas por um motor, que possibilita seus movimentos, e por um sensor, que permite uma resposta diante de determinadas situações.

E, ao contrário do que manda a nossa imaginação (não há como não imaginá-los como aquelas máquinas humanoides dos filmes), eles, de modo geral, são mais parecidos com um pedaço de tecido com capacidade de reação: quando “percebem” um alvo (uma célula cancerosa, por exemplo), podem mudar de forma, catalisar (ou seja, acionar uma reação) e “disparar” uma substância.

Viagem Fantástica

Em 1966, o filme “Viagem Fantástica” (“Fantastic Voyage” – cartaz do filme ao lado), um grande sucesso do cinema de ficção científica, trouxe uma ideia instigante: na história, cientistas conseguem miniaturizar objetos e seres vivos em uma escala muito reduzida. Então, eles miniaturizam uma “nave”, com tripulação e tudo, e a injetam na corrente sanguínea de uma pessoa com um coágulo no cérebro; a missão dos “organismautas” – se podemos batizá-los assim – seria drenar este coágulo e salvar a vida do paciente. Legal, né? Legal e engenhoso!

Ainda não conseguimos criar uma tecnologia que reduza o tamanho de um objeto; porém, já temos nas lâminas dos microscópios muitos nanorrobôs especialmente criados para missões semelhantes à do filme. Vamos descobrir quando tudo começou.

Entram em cena os “nanobots”

O ano era 1959. Em uma conferência nos Estados Unidos, o físico Richard Feynman, vencedor do Prêmio Nobel em 1965, usou pela primeira vez a expressão “nanobots” (em português, “nanorrobôs”) para se referir a futuras máquinas, em escala nanométrica, capazes de curar doenças cardíacas com intervenções ao mesmo tempo muito reduzidas e precisas. Alguns anos depois, outro cientista, Eric Drexler, aproveitou a ideia para escrever um livro em que falava da possibilidade de construção de máquinas em escala molecular, para uso em aplicações no campo da biologia celular.

Em 1999, o físico Robert Freitas Jr. lançou o primeiro estudo com foco na viabilidade e no desenvolvimento desses aparelhos. Ele propôs a criação de nanorrobôs médicos, a que batizou “respirócitos” – sua função seria semelhante à dos glóbulos vermelhos. A partir de então, os estudos e as invenções não pararam mais!

Desafios

Tendo em mente o tamanho das máquinas, podemos concluir que sua produção implique porções minúsculas de materiais e ferramentas igualmente nanoscópicas – o que pede investimentos altos e muito conhecimento. E é isso mesmo! Em nosso tempo, os nanorrobôs são produzidos a partir de materiais orgânicos, como proteínas e polinucleotídeos (moléculas formadas por nucleotídeos, que são os blocos básicos do DNA e RNA), e também a partir de materiais inorgânicos como metais (como a prata e o ouro) ou diamante.

*Nanomotor helicoidal coberto por um filme de ferro*. Fonte: Wikipedia.

A coisa, porém, é bem complexa. Como observamos alguns parágrafos acima, essas máquinas possuem sensores e propulsores, e podem até contar com depósitos para o transporte de outros materiais em escala nano. Muitas vezes, inclusive, seu desenho foge à ideia que temos do que seria uma máquina – com engrenagens e braços, por exemplo, comuns aos equipamentos mecânicos que fazem parte do nosso dia a dia.

Essa complexidade torna o desenvolvimento dos nanorrobôs muito desafiador. Como construir componentes tão pequenos? Como energizá-los? Como, enfim, comunicar-se com eles? E é necessário pensar, também, em como o ambiente em que vão atuar reage à sua presença – poderá ocorrer, por exemplo, algum tipo de contaminação? E, depois que a tarefa for cumprida, o organismo ou ambiente hospedeiro precisará “expulsar” os nanorrobôs? Os cientistas estão buscando respostas a essas e outras perguntas. Eles buscam soluções em um maior conhecimento da própria natureza (do funcionamento dos tecidos humanos, por exemplo), em técnicas ainda mais refinadas para a construção das máquinas, para a comunicação com os “nanos” e para o controle das substâncias que podem ser transportadas por eles.

Mesmo com tantos desafios, o campo da nanorrobótica está crescendo. Um exemplo recente – do segundo semestre de 2024 – vem do Instituto Karolinska, da Suécia. Lá, pesquisadores criaram nanorrobôs que matam células cancerosas e reduzem o crescimento de tumores. Ao “ler” o tecido celular onde estão mergulhados – a partir do contato com substâncias químicas e até de respostas eletromagnéticas associadas ao metabolismo –, eles são capazes de identificar as células doentes, que, então, são atacadas e destruídas, sem prejuízo às células saudáveis.

Outras aplicações

Se os usos e o potencial da nanorrobótica na Medicina são apaixonantes, imagine que os “nanos” também podem ser usados em muitas outras áreas. Quer alguns exemplos?

Na restauração e limpeza de obras de arte e peças arqueológicas, que pedem, sempre, intervenções muito cuidadosas;
Na montagem e reparação de componentes eletrônicos em escala microscópica;
Na despoluição de rios e no tratamento da água;
No monitoramento e na nutrição de zonas de cultivo.

Para todos esses casos, vale observar, não estamos falando de nanorrobôs isolados, mas de verdadeiros “exércitos” de nanomáquinas.

*Representação artística, gerada por IA, de um robô restaurando uma obra de arte. No caso dos “nanos”, a escala é infinitamente menor!*

E o Brasil?

Em nosso país, há várias iniciativas no campo da nanotecnologia, inclusive algumas que trabalham com nanorrobôs. Na medida, porém, em que esse é um campo que exige grande investimento, muita especialização e interdisciplinaridade, o Brasil não está na vanguarda – caso de países como Estados Unidos, China, Japão, Alemanha, Coreia e Suíça. Esse “clube”, aliás, é bem restrito!

Mas, onde estão os nossos “nanoexperts”?

Entre os centros acadêmicos de pesquisa e formação na área de nanotecnologia – que abrange a nanorrobótica -, podemos citar as seguintes instituições: Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ); Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio); Universidade de São Paulo (USP); Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); Universidade Federal do Paraná (UFPR); Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP); Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Da ficção… para a sua vida!

O caminho dos nanorrobôs é longo e está só começando (e olhe, que já são muitas as conquistas!). E, com o aporte de novas tecnologias às pesquisas – como as de novos materiais e, certamente, a da IA –, é de se esperar que, nos próximos anos, tenhamos muitas notícias sobre essas “maquininhas” tão instigantes. Um dos campos mais promissores, sem dúvida, é o da saúde, no tratamento de tumores, na reconstrução de tecidos, no ataque a vírus e no tratamento de aneurismas, por exemplo. Em síntese: é Futuro Presente!

#DESAFIO:

Agora, pare e pense: se você fosse um cientista, que tipo de solução você criaria usando nanorrobôs?

Para redescobrir a Matemática na Educação: desafios e caminhos

Inteligência artificial, viagens espaciais, Física, Química, Engenharias, Biotecnologia… todas estas áreas estão “bombando” em 2025 e seguirão assim. E todas elas compartilham um elemento: o uso extensivo da Matemática, em cálculos, algoritmos, medidas, projeções e mais. O que significa que o domínio desse componente curricular é, mais do que nunca, estratégico. Para os países, ele representa desenvolvimento e poder; para as pessoas, possibilidades de crescimento profissional e pessoal.

✔️ DESAFIO EM TEMPO DE DECLÍNIO DA APRENDIZAGEM

E aqui está o paradoxo: embora a Matemática tenha sido essencial ao longo de toda a História, seu domínio se torna cada vez mais crucial no mundo moderno. No entanto, observa-se um declínio global na aprendizagem do conteúdo curricular, inclusive em países que por muito tempo se destacaram como líderes globais em educação, como a Finlândia. Isso indica que os estudantes de hoje dominam menos conceitos matemáticos do que as gerações anteriores.

Avaliações internacionais como o PISA (Programme for International Student Assessment), promovido pela OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico), e o TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study), da IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement), mostraram que, salvo no caso de alguns países da Ásia, houve uma queda significativa no nível de acerto dos estudantes, o que indica uma aprendizagem deficiente.

✔️ E O BRASIL NESSA HISTÓRIA?

No caso específico dos estudantes brasileiros que participaram da última edição do PISA, em 2022 (a próxima edição acontece neste ano), apenas 27% (pouco mais de um a cada quatro) alcançaram o nível 2 de proficiência, considerado adequado – nele, a pessoa tem capacidade de usar conceitos de Matemática no dia a dia. A média dos países da OCDE, nesse nível, chegou a 69%.

No caso dos níveis 5 e 6 de proficiência – considerados os mais altos de domínio do conhecimento –, apenas 1% dos estudantes brasileiros chegou lá; a média dos países da OCDE foi de 9%.

✔️O QUE ESTARIA PROVOCANDO ESSA RETRAÇÃO NA APRENDIZAGEM DA MATEMÁTICA?

Não há uma resposta fechada. Há, sim, a percepção de elementos que podem ajudar professores e gestores em relação aos objetivos que pretendem alcançar e, também, às habilidades e competências que devem ser desenvolvidas, nos estudantes e nos docentes, para a melhoria da aprendizagem da Matemática na prática.

✔️ VAMOS DESTACAR ALGUNS DELES

📌 A pandemia da Covid-19 provocou um impacto duradouro na Educação Básica, enfraquecendo a aprendizagem de muitos estudantes, prejudicando o ensino presencial e reforçando as desigualdades educacionais em todos os países. Esse impacto pode e deve ser percebido por meio de avaliações diagnósticas da aprendizagem e revertido a partir da aplicação de planos de intervenção que foquem as lacunas de aprendizagem e atuem individualmente, estudante a estudante.

📌 Em muitos países – entre eles, o Brasil – há falhas na formação dos docentes de Matemática. O “remédio” essencial para essa situação é investir de forma permanente em formação continuada, com recursos que valorizem o entendimento do componente curricular dentro da realidade vivida, invistam no interesse e na criatividade dos professores e lhes forneçam meios para planejar e desenvolver aulas que animem, aproximem, engajem e atraiam os estudantes – e que tenham como resultado a aprendizagem verdadeira.

📌 No caso brasileiro, o fortalecimento da formação docente passa, também, por buscar caminhos para estimular os estudantes das licenciaturas em Matemática. Apenas para se ter uma ideia, a licenciatura em Matemática é a segunda com maior percentual de desistências no país – 68% dos estudantes abandonam a graduação –, ficando atrás, apenas, da graduação/licenciatura em Física (72%). Isso implica uma carência crítica de professores graduados em Matemática nas redes de ensino. Ainda que esses docentes não sejam os únicos autorizados a dar aulas de Matemática na Educação Básica, eles podem colaborar muito, também em relação ao aporte de recursos de ensino nos próprios contextos formativos.

📌 O ensino da Matemática deve ser modernizado, com metodologias e recursos que caminhem no sentido do protagonismo do estudante e da aplicabilidade. Alguns exemplos interessantes: metodologias ativas, aprendizagem baseada em problemas, aprendizagem por projetos e gamificação. Isso não significa enfraquecer os currículos (muito pelo contrário!), mas fortalecer o ensino – começando pela Matemática básica, que é essencial – a partir de exemplos práticos e aplicações.

📌 As recentes limitações ao uso de tecnologias digitais em sala de aula no Brasil, estabelecidas pela Lei 15.100/2025, trouxeram desafios aos professores e aos gestores; desafios que também se relacionam ao ensino e aprendizagem da Matemática. Afinal, elas gerariam uma oportunidade para a promoção de outros recursos que estimulem o raciocínio matemático básico?

Aqui, é interessante fazer uma análise mais crítica do momento e da lei. Ela não veio para “banir” a tecnologia – algo que seria improdutivo e impossível –, mas para regular seu uso a partir de critérios de intencionalidade pedagógica e papel na aprendizagem. Isso, aliás, está na letra da lei:

“Art. 2º – Fica proibido o uso, por estudantes, de aparelhos eletrônicos portáteis pessoais durante a aula, o recreio ou intervalos entre as aulas, para todas as etapas da educação básica.

§ 1º – Em sala de aula, o uso de aparelhos eletrônicos é permitido para fins estritamente pedagógicos ou didáticos, conforme orientação dos profissionais de educação”.

Ou seja: o poder pedagógico das tecnologias digitais está mantido e é até realçado, inclusive em relação à Matemática. Falando sobre esse componente curricular, autores como Ferreira, Campos e Wodewotzki (2013, p. 162) observam que a tecnologia deve ser vista “como parte de uma estratégia colaboradora na medida em que, graças à implementação de algoritmos, viabiliza o trabalho com problemas diversos que envolvem diferentes níveis de complexidade algébrica e grande quantidade de dados”.

Eles também destacam o papel da tecnologia na facilitação do contato com os elementos que compõem a Matemática, uma vez que ela permite a visualização de imagens e pode converter conceitos e ideias abstratas em tarefas, desafios e jogos que engajam e geram sentido. O lúdico, aqui, cumpre um papel muito importante. Além de ser um objeto sociocultural em que a Matemática está presente, o jogo é uma atividade natural no desenvolvimento dos processos psicológicos básicos; supõe um “fazer sem obrigação externa e imposta”, embora demande exigências, normas e controle (Brasil, 1998, p. 47).

O que significa que propostas tecnológicas – e também analógicas, com o resgate de formas tradicionais (desde que não “engessadas” ou desprovidas de sentido para quem aprende) – são primordiais para o desenvolvimento do raciocínio lógico-matemático.

Portanto, não é o “limitar” do uso da tecnologia que contribui para esse desenvolvimento, mas a intencionalidade em cada proposta diversificada, que é desenhada a partir de uma avaliação diagnóstica clara e precisa e de um planejamento que (re)dimensione as práticas pedagógicas.

📌 O olhar dos professores e dos gestores para eventos que promovem o interesse e o engajamento em relação à Matemática – como a Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP) e a Olímpiada Brasileira de Matemática (OBM) – também é algo muito interessante. Eventos como esses possuem a capacidade de, ao mesmo tempo, valorizar a área do conhecimento, promover os estudantes individualmente, fortalecer os laços do grupo e elevar o nome da instituição ou rede de ensino.

📌 E os sistemas de ensino? O papel dos sistemas de ensino – como o da Editora Opet – é fundamental para fortalecer o aprendizado da Matemática. Começando pela oferta de materiais didáticos – as coleções e suas expansões em objetos digitais educacionais (ODEs) –, passando pela metodologia de ensino moderna, pelo apoio à formação continuada dos professores (com recursos que os estimulam e inspiram) e pela avaliação diagnóstica precisa e de alta qualidade na Educação Básica.

No caso das coleções da Editora Opet, elas oferecem – por exemplo – jogos matemáticos que trazem o lúdico à aprendizagem, situando os estudantes no centro deste processo, como protagonistas.

✔️ PARA IR MAIS LONGE

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REFERÊNCIAS:

BRASIL. MEC. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros Curriculares Nacionais: Matemática. Brasília: MEC/SEF, 1998.

CAMPOS, C. R.; JACOBINI, O. R.; WODEWOTZKI, M. L. L.; FERREIRA, D. H. L. Educação estatística no contexto da Educação crítica. Revista Bolema, v. 24, nº 39, p. 473- 494, ago. 2011.

FuturoPresente #03: nosso próximo passo… no espaço sideral!

*Terra e Lua vistas da órbita lunar, em imagem tomada do módulo da Missão Artemis I, da NASA. Foto: NASA.*

A relação entre a humanidade e o céu é muito antiga. Desde o início da civilização, olhamos para o alto e ficamos encantados! Essa relação com o céu gerou mitos, poesias e divindades! A uma certa altura, criamos obras literárias que nos levavam até lá! Se você pensou em Júlio Verne (foto) e em “Viagem à Lua”, é isso mesmo! E o autor francês é apenas um entre milhares de escritores da ficção científica “espacial”, de Isaac Asimov a Ray Bradbury.

Daí, no século XX, veio a ciência e, com base em tecnologias desenvolvidas durante a Segunda Guerra Mundial (foguetes, materiais, combustíveis, radar, técnicas de gestão de projetos), levou mesmo pessoas ao espaço. Primeiro, chegamos à nossa própria órbita, com o cosmonauta russo/soviético Iuri Gagarin, em 1961, a bordo da espaçonave Vostok (ele subiu a uma altura de cerca de 300 km); depois, em 1968, à Lua, com Buzz Aldrin e Neil Armstrong, tendo como piloto do módulo orbital Michael Collins, na Missão Apollo 11 (distância total percorrida: aproximadamente 800 mil km!).

A última “pisada fora da Terra” aconteceu em 1972, na Missão Apollo 17, com os astronautas Eugene Cernan, Ronald Evans (piloto do módulo orbital) e Harrison Schmitt. Depois disso, muitas missões foram enviadas ao espaço e muita coisa aconteceu (dos ônibus espaciais à estação espacial internacional, para ficar em dois exemplos), mas nunca mais “saímos em pessoa” dos limites da órbita terrestre. Nesse período, as tecnologias avançaram enormemente, o que aumenta as possibilidades de “colocar o pé no universo” com sucesso. Dito isso, a expectativa é gigantesca!

**`"Jipe Espacial" pilotado na Missão Apollo 17, em 1972.` Foto: NASA/Wikipedia.**

🚀🌝 Mas, qual será o próximo corpo celeste a ser alcançado por pés humanos?

Será a Lua, para onde, em princípio, devemos retornar com a Missão Artemis, da NASA. Em 2025, ela deve enviar astronautas para um voo tripulado ao redor da Lua; e, em 2026, eles devem pisar no Polo Sul do satélite.

A volta à Lua faz parte de um plano ainda mais ambicioso: levar astronautas até Marte, o que pode acontecer em 2040 – este ano é uma estimativa, mas é bem possível que o voo aconteça, mesmo por esta época. Já pensou? Com todos os recursos comunicacionais que então teremos, será sensacional!

A tripulação da Missão Artemis 2, que deve marcar a volta dos astronautas à Lua. Da esquerda para a direita, os astronautas Christina Koch, Victor Glover e Reid Wiseman (NASA), e Jeremy Hansen (da Agência Espacial Canadense). Foto: Josh Valcarcel/NASA.

#ESPECIAL: “Do espaço sideral ao quarto de dormir: como a Corrida Espacial transformou nossas vidas!”

🌌Uma nova Corrida Espacial

A agência espacial dos Estados Unidos não é a única a sonhar com essas missões. Elas estão nos radares de outras agências espaciais nacionais, da China, Rússia, Japão, Índia e da Comunidade Europeia. Sem contar os planos de empresas privadas, como a SpaceX e a Blue Origin, que já estão realizando façanhas incríveis no espaço, com voos que envolvem, por exemplo, naves que podem voar várias missões e até “pousar de ré” – fantástico!

E há, também, projetos desenvolvidos de forma colaborativa entre países, entre os quais o Brasil, que também possui um programa espacial bastante avançado.

*Centro Espacial Satish Dhawan, em Andra Pradesh, Índia. No destaque, o lançador de satélites geossíncronos.* Foto: Agência Espacial Indiana.

📡👩🏿‍🚀Mas, por que explorar o espaço?

*Starship, nave espacial “retornável” desenvolvida pela empresa Space-X.*

Como observamos no início deste artigo, explorar o espaço faz parte de um sonho muito antigo da humanidade. Faz parte da eterna curiosidade humana! Mas, também envolve fatores políticos (a “Corrida Espacial” travada por Estados Unidos e URSS é um bom exemplo destes fatores), interesses econômicos (como o de explorar matérias-primas e processos industriais no espaço) e científicos (a busca pelo conhecimento puro, pela origem do universo, por formas de vida, por novos materiais e medicamentos, entre outros). E, sem dúvida, a possibilidade de colonização de outros corpos celestes, como planetas e satélites.

Há, evidentemente, enormes desafios, começando pela obtenção de recursos financeiros para bancar as missões. E também os de produzir tecnologias que permitam a saída das naves da Terra com maior eficiência e menor custo, o desenvolvimento de formas mais avançadas de sustentação da vida humana em outros ambientes, a criação de materiais mais resistentes às longas jornadas etc.

Em uma outra vertente, a da Física, busca-se formas de superar as brutais distâncias espaciais, que, hoje, tornam viagens mais longas simplesmente impossíveis (um exemplo: viajando à velocidade da luz, que é de 300 mil km/s, levaríamos 105,7 mil anos para cruzar apenas a extensão da nossa galáxia, a Via Láctea). As tecnologias de propulsão baseadas na física newtoniana (como foguetes químicos), atualmente disponíveis, são muito lentas para alcançar planetas distantes em prazos razoáveis. Viagens para além de Marte já enfrentam desafios de tempo considerável, e alcançar sistemas estelares próximos levaria milhares de anos com os meios atuais.

E há que considerar, também, as muitas questões legais e éticas associadas à exploração de outros mundos: novos mundos pertenceriam a quem? E se encontramos formas de vida extraterrestre, como proceder? 👾

Sonhos e realizações que só são possíveis graças à ciência, que nasce na educação! E essa é a “vibe” da série #FuturoPresente, da Editora Opet!

Referências para você ir mais longe:

1. Projeto Artemis (NASA)

2. Agência Espacial Europeia (ESA)

3. Agência Espacial Brasileira (AEB)

4. Agência Espacial Indiana (ISRO)

5. Agência Espacial Chinesa (CNSA)

6. Agência Espacial Japonesa (JAXA)

7. SpaceX

8. Blue Origin

9. Missão Apollo (NASA)