Tag: Educação em Temas

“Uma sede sideral”: o que o espaço nos ensina sobre a água?

Representação artística de um astronauta “bebendo água” no espaço. Fora da Terra, o acesso à água é bem mais complexo. Fonte: Prompt de IA/Gemini

Só quem já sentiu sede de verdade conhece de fato o valor de um copo d´água. Essa afirmação, em princípio tão óbvia, nos coloca diante de uma questão muito interessante, que se situa além do nosso próprio planeta. Em tempo de retomada da corrida espacial, perguntamos: no espaço sideral, qual a raridade e o valor de um copo d’água? Ou, melhor dizendo: como resolver a questão da água nas viagens espaciais, na investigação e colonização de novos mundos?

Neste Dia da Água, vamos propor uma visita ao espaço sideral para perceber o enorme valor deste recurso natural. Uma perspectiva diferente para um tema do qual depende a nossa vida! Aqui, em mais uma edição da série #EducaçãoHumaniza!

🚰 A vida em um copo
Quando conectamos a imagem da sede à importância da água, no início deste artigo, buscamos ressaltar a importância que esta substância tem para a vida. Ao menos na Terra – e ao menos em relação ao que conhecemos como “vida” –, não há como deixar a molécula formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio de fora da equação. Toda vida que conhecemos, enfim, se conecta à água, mesmo nos desertos mais abrasadores.

🌊 Grandes reservas de água
Curiosamente ou não em relação à presença de vida, nossa “bolinha azul”, a Terra, também é um dos planetas do Sistema Solar que possuem reservas de água.
E, na verdade, a nossa nem é a maior delas! Enquanto acumulamos volumosos 1,335 zettalitros (1 zettalitro = 1 bilhão de km³ – uma enormidade!) em nuvens, mares, rios, geleiras e aquíferos, o volume encontrado em Europa, lua de Júpiter, é o dobro disto! Em Titã, lua de Saturno, o volume é catorze vezes maior… e em Ganímedes (a maior das luas de Júpiter), nada menos do que vinte e seis vezes maior!

Europa, a lua “aquática” de Júpiter. À direita, detalhe da superfície do planeta. Foto: NASA/JPL-Caltech.

💧 Ou seja: existe água, e em quantidades monumentais!

O que significa que não teríamos este problema em uma viagem espacial, certo? Não é bem assim! O que acontece é que a nossa água, na Terra, está mais disponível – ainda que apenas 1% dela seja potável.
Nos outros corpos celestes do Sistema Solar, onde as condições atmosféricas e ambientais são muito diferentes das nossas, ela geralmente não aparece em rios ou lagos superficiais. Costuma surgir em forma de bancos gelo com quilômetros de profundidade, em oceanos subterrâneos muito abaixo da superfície ou, então, como vapor.
Em formas que, para os padrões tecnológicos atuais, seriam de exploração muito difícil e cara. Isso sem contar, é claro, os custos da viagem! Por exemplo: com a tecnologia atual, uma viagem até Ganímedes levaria entre seis e oito anos, dependendo da trajetória escolhida.

🌝 E a água da Lua?
Em um momento no qual a humanidade se prepara para retornar à Lua com pessoas depois de mais de meio século (estamos falando das missões Ártemis, da NASA, e Chang’e, da Agência Espacial Chinesa), a questão da presença de água no nosso satélite natural se tornou estratégica. Não necessariamente para as próximas missões, que levarão boa parte da água “de casa”, mas para a instalação de bases humanas permanentes lá.
A pergunta é: tem água na Lua? A resposta é: sim. E, com a tecnologia certa, ela poderia ser explorada.
A despeito da atmosfera extremamente tênue e daquele ambiente com cara de “empoeirado”, o satélite natural da Terra guarda reservas importantes, congeladas, em seus polos. Elas foram descobertas em 1994 pela missão Clementine, da NASA (que detectou hidrogênio nessas regiões), e foram confirmadas em missões subsequentes. Além dos depósitos polares há, também, moléculas de água no solo lunar, porém em quantidades muito pequenas.

Imagens dos polos norte e sul da Lua, onde estão concentrados os maiores volumes de água no satélite natural da Terra. Foto: NASA/JPL-Caltech.

🪣 Um “poço” lunar
Essas descobertas abrem caminho para a realização do sonho de ocupação humana da Lua. Para usar a água da Lua, porém, será preciso primeiro descongelá-la ou extraí-la do solo – algo que tem um custo muito elevado, mas que está nos planos das principais agências espaciais do mundo (EUA, China, Rússia, Índia, Comunidade Europeia, Japão). Ou seja: quando a humanidade “fincar o pé” de fato na Lua, algo que deve acontecer a partir da próxima década, ela também vai levar equipamentos para extrair, descongelar e potabilizar a água!

🫗 O astronauta e a caixa d’água
Você sabe qual é o consumo diário de água ideal por pessoa, segundo a ONU? Levando em conta as necessidades básicas de ingestão, uso na alimentação e limpeza pessoal, é de 110 litros. No espaço sideral, com necessidades ajustadas ao ambiente, ele certamente seria menor, mas, ainda assim, tremendamente desafiador em termos de fornecimento e armazenamento. O que leva à questão essencial: como resolver a questão da caixa d’água em uma nave espacial?
O grande segredo das missões espaciais e, especialmente, das estações espaciais, é a reciclagem.

Na Estação Espacial Internacional (ISS), por exemplo, o percentual de recuperação da água – leia-se, do suor, urina, umidade da respiração e condensação do ar interno – chega a incríveis 98%, o que garante o fornecimento de cerca de 4 litros de água por astronauta/dia. Para isso, os cientistas desenvolveram sistemas avançados que envolvem coleta, evaporação, condensação e purificação.

Hora do jantar: tripulação 46 (2022) da Estação Espacial Internacional (ISS). O “canudo azul” sobre a mesa é parte do dispensador de água potável. Foto: Wikipedia.

Além da água circulante, todas as missões atuais incluem uma carga embarcada na Terra. E, em alguns casos, o uso de células de hidrogênio para geração de energia também produz água, porém em pequenas quantidades.

🐳 Conclusão: uma lição sideral para o Dia da Água
Em síntese: existe água na Terra, no espaço e no organismo dos próprios astronautas. Um conjunto de fontes que, em princípio, torna possível a expansão humana para as estrelas. Água de beber, de cultivar, de banhar, enfim. Porém, com um custo de obtenção altíssimo, o que implica, necessariamente, um processo regulatório muito rigoroso.
Um desafio bem ao gosto da humanidade, mas que também traz preciosas lições sobre o uso da água em nosso próprio ambiente, em nossa própria casa. Onde, a cada dia, ela se torna mais escassa por conta do uso excessivo, do desperdício e de uma percepção errada sobre a sua infinitude. A solução para esse grave problema é, sim, dos governos e das empresas – e é, especialmente, das próprias pessoas, da sociedade, que deve se conscientizar, ajustar seus hábitos e, principalmente, fiscalizar e cobrar mudanças e medidas de proteção da água.

Ao perceber a raridade da água no espaço sideral, percebemos sua raridade, também, em nosso planeta. Foto: Getty Images

Para ir mais longe:

Mundos Oceânicos: Água no Sistema Solar e Além, artigo produzido pela NASA sobre a água no universo, com foco no Sistema Solar.

Na trilha de Hefesto: a era dos robôs humanoides já começou!

De brinquedo a realidade: representação artística de um robô humanoide. Fonte: Getty Images.

Recentemente, a imprensa divulgou uma notícia sobre a apresentação de um robô humanoide desenvolvido por pesquisadores russos. A história já seria interessante por si; ela, porém, ganhou mais destaque porque o robô “AIDOL”, ao tentar caminhar, tropeçou e caiu literalmente de cara no chão. Mostrando a enorme dificuldade que é reproduzir o equilíbrio, o caminhar e as conexões “hardware-software” – ou melhor, mente-corpo – que nos tornam humanos.

🤖 O porquê da recriação

Mas, por que tentar “recriar” os seres humanos como robôs? Afora o fascínio que o tema desperta – presente, por exemplo, nos mitos do deus inventor grego Hefesto e em obras que vão de “Frankenstein” a “Blade Runner” –, a ideia não é tão estranha. Nesta edição de “Futuro Presente”, vamos investigar os robôs humanoides, examinando os porquês e o que está vindo por aí.

Então, venha com a gente e considere um futuro… com robôs bem familiares!

🤖 Corpo, trabalho, criar e recriar

Nos últimos 6 milhões de anos, a espécie humana evoluiu e se especializou para ser o que é – uma espécie de seres bípedes que caminha ereta, diferenciou e especializou as funções dos membros superiores e inferiores, possui certo grau de força e flexibilidade e certo grau de acuidade dos cinco sentidos. E que, é claro, possui um cérebro muito sofisticado.

Uma espécie moldada pela evolução, mas que também moldou o mundo, transformando-o a favor de seus movimentos e sobrevivência. Pense, por exemplo, nas escadas, que foram criadas para facilitar o acesso e a circulação de pessoas em aclives ou declives. E funcionam perfeitamente… para os seres humanos!

O corpo humano é resultado de milhões de anos de evolução. Ao mesmo tempo em que evoluiu, os seres humanos também transformaram o mundo para sua própria corporeidade. Fonte: Getty Images.

🤖 Na mesma pista

E é aqui que encontramos a primeira justificativa para o desenvolvimento dos robôs humanoides: eles vão atuar naquelas “pistas” onde já atuamos, nas marcas que deixamos, sem a necessidade de se repensar o mundo. Em atividades tipicamente humanas: subindo escadas, girando maçanetas, sustentando volantes, operando ferramentas feitas para mãos, por exemplo. Algo que os robôs atuais, como aqueles braços gigantes e precisos que vemos nas fábricas, não fazem (ou até fazem… se forem humanoides).

🤖 As máquinas-pessoa

Outro ponto de interesse – e que vai pelo mesmo caminho da proximidade – é o da “personificação” das máquinas em nome de uma interação mais eficaz com seus criadores humanos.

Pense, por exemplo, nas ferramentas de IA, que imitam a forma humana de comunicar dados. Boa parte de seu interesse reside justamente nisto: informações úteis, entregues em um padrão comunicacional que não gera ruídos de compreensão.

Mas, em que atividades esses robôs “humanões” seriam úteis? Basicamente, naquelas que pedem empatia e vêm crescendo em demanda, como, por exemplo, o cuidado de pessoas idosas. Mas, como assim?! Robôs substituindo cuidadores? A ideia soa desumana, mas reflete uma questão real: em países como o Japão, um dos líderes da pesquisa em robôs humanoides, a população com mais de 65 anos já chega a 29,1% – quase uma em cada três pessoas!

🤖 O Vale do Estranhamento

Esse processo, porém, enfrenta um desafio: o do chamado “Uncanny Valley” ou “vale do estranhamento”, fenômeno detectado há mais de 50 anos pelo professor de robótica Masahiro Mori. Ao estudar a interação pessoas-máquinas, ele percebeu que a humanização funciona – mas só até certo ponto! As pessoas se interessam e gostam de robôs humanoides, porém, quando a máquina se aproxima muito da perfeição, acontece uma inversão: estranhamente, a atração dá lugar a repulsa.

Esse fenômeno ainda não está plenamente explicado. A hipótese mais aceita associa o desconforto à amígdala cerebral, que é um leitor ultrassofisticado das emoções. Ao “ler” um robô humanoide, esse órgão perceberia ao mesmo tempo elementos humanos e não humanos, o que geraria desconfiança instintiva e repulsa imediata.

🤖 O homem biônico

Desconfianças à parte (o fato é que as tecnologias podem evoluir a ponto de produzir uma mimese perfeita, que elimine o “vale do estranhamento”), a criação de robôs humanoides também é vista como um caminho pela medicina, no desenvolvimento de partes do corpo mais perfeitas, capazes de substituir membros e órgãos sem risco de rejeição.

Pense, por exemplo, na evolução das próteses de fêmur-quadril ou joelho em titânio, que evoluíram exponencialmente nas últimas décadas. O mesmo pode valer para outras articulações e órgãos, cuja chegada depende de estudos que envolvam materiais, sensibilidade, equilíbrio e caminhos de comunicação com o cérebro. Aliás, é bem possível que o cérebro – o órgão humano mais complexo – seja a última fronteira no caminho do “homem-robô”.

🤖 O robô humanoide como “máquina total”

Esse é o último grande argumento pela pesquisa e desenvolvimento de robôs humanoides. Uma máquina com essas características seria, necessariamente, multiplataforma, capaz de realizar uma série de tarefas que, hoje, são realizadas por diferentes robôs. Como, por exemplo, subir e descer escadas, carregar cargas, inspecionar zonas de desastre, mergulhar, servir café e mais. Atividades que estão dentro daquela “pista” a que nos referimos anteriormente, a das estruturas construídas pela humanidade para seu próprio uso.

Tudo isso explicado, podemos chegar a exemplos de pesquisas avançadas em robôs humanoides. Eles estão chegando!

🤖 O robô caminha

Para um ser humano que goze de boa saúde, caminhar é simples. Basta apoiar-se nas duas pernas, dar o primeiro passo e gerenciar o desequilíbrio que possibilita o avanço. E que só é “simples” porque somos humanos, mas que implica muitas variáveis complexas – dos impulsos cerebrais que levam ao movimento à noção de espacialidade, da composição entre as muitas articulações envolvidas no caminhar à força necessária para permanecer em funcionamento.

Agora, imagine desenvolver cada uma dessas habilidades e integrá-las de forma harmônica e humana – e, ainda por cima, perceber integralmente o espaço ao redor. Da composição do corpo ao equilíbrio, da energia necessária ao processo às conexões entre as partes, esse conjunto implica um enorme desafio que aciona conhecimentos que vão das ciências dos materiais à inteligência artificial. E, é claro, pode render novos conhecimentos que são um verdadeiro tesouro.

🤖 As piruetas de Atlas

Se, como vimos, caminhar já é suficientemente desafiador, imagine correr, pular, saltar, agachar, plantar bananeira, deitar e levantar de um pulo. Essa é a proposta do robô Atlas, desenvolvido pela Boston Dynamics, empresa fundada nos Estados Unidos em 1992 e comprada pela gigante industrial coreana Hyundai em 2020.

Demonstração das habilidades corporais do robô humanoide Atlas. Fonte: Bosto Dynamics.

A empresa, que é líder no segmento, ficou mais conhecida pelo desenvolvimento do Spot, um ágil robô quadrúpede semelhante a um cão de corrida – com a diferença de que, em lugar da cabeça, há um espaço para a colocação de “gadgets” como câmeras de vigilância. O “bicho”, aliás, é figura presente em feiras de tecnologia de todo o mundo.

Quanto ao Atlas, ele foi desenvolvido com financiamento inicial da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA). Apresentado oficialmente em julho de 2013, tem 1,88m de altura e é capaz de reproduzir vários tipos de movimentos humanos. Entre suas finalidades declaradas estão oferecer serviços de emergência em operações de busca e salvamento, acionar mecanismos de controle como válvulas em ambientes extremos e circular por locais inóspitos – o que abre a possibilidade de seu uso na exploração espacial.

Apesar de suas origens, a Boston Dynamics tem sido pública em afirmar que o foco do Atlas e de seus outros robôs é a assistência em tarefas industriais, de logística e de resgate. Esse posicionamento reflete um debate ético global crucial: como garantir que tecnologias com tal potencial sejam guiadas por princípios que priorizem a ajuda e a segurança, e não o conflito? A resposta a essa pergunta, assim como os algoritmos de equilíbrio do robô, ainda está em processo de construção – ela depende, evidentemente, da mobilização das sociedades.

🤖 Karakuri e os robôs japoneses

Um artigo sobre robôs humanoides não ficaria completo sem uma referência ao Japão e sua busca por criações do gênero. Os japoneses são fascinados por robôs desde, pelo menos, o século XVII, quando conheceram os relógios mecânicos produzidos na Europa e resolveram aproveitar a tecnologia para produzir bonecos animados, os chamados karakuri. Essas peças, que se transformaram em tesouros históricos, são sensacionais. E, em certa medida, elas anteciparam muitos dos mecanismos hoje utilizados para construir os corpos robóticos.

Exemplo de boneco Karakuri clássico, que dispara flechas em um alvo. Fonte: TokyoStreetView.

No século XXI, essa tradição de engenhosidade mecânica se traduziu em duas grandes frentes. A primeira, e mais comentada, responde a uma necessidade social urgente: com uma das populações mais idosas do mundo, o Japão busca parceiros robóticos para o cuidado. Foi nesse escopo que surgiu o Robear (uma junção de robot e bear, “urso”). Vendido como “o robô forte com toque suave”, esta máquina de 140 kg possui uma aparência amigável – projetada para evitar o “vale do estranhamento” – e braços capazes de erguer e transportar uma pessoa com segurança, auxiliando em transições entre a cama e a cadeira.

Exemplo de performance médico do Robear. Fonte: Riken.

Mas a visão japonesa vai além da assistência. A segunda frente é a da automação avançada para sustentar a indústria e a infraestrutura em uma sociedade com força de trabalho em declínio. Projetos como o HRP-5P, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST), são humanoides operários. Eles utilizam percepção ambiental e planejamento de movimento para executar tarefas complexas de construção, como instalar painéis de drywall sozinhos em um canteiro de obras.

Assim, dos delicados karakuri aos fortes cuidadores e aos precisos construtores, a robótica japonesa mantém um princípio: a máquina como uma extensão harmoniosa da sociedade, seja para cuidar, entreter ou construir. É uma filosofia que contrasta e complementa outras visões ao redor do globo.

🤖 Conclusão: a humanidade no espelho

Como vimos ao longo deste artigo, o desenvolvimento de robôs humanoides é, ao mesmo tempo, uma das tarefas mais desafiadoras da engenharia e um caminho que avança a passos largos. Nós citamos aqui alguns dos projetos mais emblemáticos, mas são dezenas ao redor do globo, de potências como China e Coreia do Sul.

O “Ameca – Generation 1”, da empresa Engeneered Arts, de 20212, é considerado o robô humanoide mais avançado já produzido, ao menos em nível de expressões faciais. Fonte: Engeneered Arts.

Mais do que um esforço técnico, essa jornada nos coloca diante de um espelho. Ao tentar criar esse “outro” mecânico, somos forçados a definir o que valorizamos em nós mesmos. As questões éticas são inevitáveis e urgentes. É provável, como anteciparam livros e filmes, que em algumas décadas vejamos humanoides em fábricas, hospitais e nossas casas, auxiliando em tarefas físicas e de companhia. A possibilidade de seu uso militar, com um nível de letalidade potencialmente elevado, permanece como uma sombra que exige vigilância constante e regulação robusta.

A criação de robôs humanoides, portanto, é muito mais do que uma competição tecnológica. É uma expressão profunda da curiosidade e ambição humanas. Até o momento – e provavelmente por muito tempo –, as máquinas não são capazes de decidir seu próprio propósito. Esse poder, e a enorme responsabilidade que vem com ele, ainda reside inteiramente conosco, seus criadores. O futuro que essas máquinas ajudarão a construir será, em última análise, um reflexo das escolhas que fizermos hoje.