Uma nova pesquisa analisa estratégias de navegação para micronadadores deformáveis ​​em um fluido viscoso que enfrenta desvios, deformações e outras deformações.



Um micronadador deformável é um organismo de pequena escala ou estrutura artificial que usa ondulações sinusoidais do corpo para se impulsionar através de um ambiente fluido.

O termo se aplica a organismos como bactérias que navegam através de fluidos usando caudas em forma de chicote chamadas flagelos, espermatozóides que se impulsionam através do sistema reprodutor feminino, e até mesmo nematóides, pequenos vermes que se movem através da água ou do solo com ondulações.

Os micronadadores também podem descrever pequenos microrobôs construídos a partir de materiais macios projetados para responder a estímulos e realizar tarefas como administração de drogas em microescala.

Isso significa que o estudo de micronadadores tem aplicações em uma vasta gama de campos científicos, desde a biologia até a física fundamental e a nanorobótica.

Num novo artigo de Jérémie Bec, um investigador do CNRS e do Centre Inria d'Université Côte d'Azur e os seus colegas tentam encontrar uma política de navegação ideal para micro-nadadores, crucial para melhorar o seu desempenho, funcionalidade e versatilidade para aplicações como como entrega direcionada de medicamentos. A pesquisa foi publicada no The European Physical Journal E .

“Encontrar uma política de navegação ideal para micronadadores é crucial para melhorar seu desempenho, funcionalidade e versatilidade nas aplicações mencionadas”, diz Bec. "Ao determinar uma política de navegação ideal, os micro-nadadores podem adaptar-se e responder eficazmente às mudanças no ambiente fluido. Isto permite-lhes navegar através de obstáculos, evitar perigos e explorar padrões de fluxo para melhorar a locomoção.

“Uma política de navegação ideal garante a sua capacidade de manobrar e explorar os arredores de forma eficiente”, acrescenta Bec.

O pesquisador explica que, além disso, uma política de navegação ideal garante um desempenho robusto em diferentes condições e variações à medida que ondulam em um ambiente fluido.

Bec diz que a equipe ficou particularmente intrigada com o notável nível de variabilidade no desempenho das estratégias de aprendizado de máquina empregadas. A variabilidade inesperada no desempenho concedeu à equipe insights valiosos e permitiu-lhes identificar estratégias ideais que superaram as expectativas iniciais.

“Ganhamos uma compreensão mais profunda da complexa dinâmica envolvida na otimização das políticas de navegação para micronadadores”, conclui Bec. “Essas descobertas ressaltam a importância de explorar além das expectativas convencionais e abraçar o potencial de variabilidade e imprevisibilidade na inteligência artificial”.

Mais informações: Zakarya El Khiyati et al, Direcionando micronadadores ondulatórios em um fluxo de fluido por meio de aprendizagem por reforço, The European Physical Journal E (2023). DOI:10.1140/epje/s10189-023-00293-8
Informações do diário: Revista Física Europeia E

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