Afinal, como funciona a Bio-IoT? Nós explicamos pra você!

Fechaduras inteligentes, termostatos e smartwatches são algumas das provas de que a IoT já está bem integrada às nossas rotinas. Mas você já ouviu sobre Bio-IoT, a Internet das Coisas para sistemas biológicos?

A ideia de usar organismos vivos em uma rede de transmissão de informações pode até parecer ficção, mas na verdade é ela vem sendo estudada por cientistas há algum tempo. Dotadas de capacidade de comunicação, as bactérias podem oferecer alta eficácia na forma de nós de processamento de dados.

O assunto é complexo e ainda requer muita pesquisa e experimentação, especialmente quando falamos dos mecanismos de controle do processo. Com este conteúdo, você vai entrar no assunto e descobrir o que é a Bio-IoT e como ela pode ser aplicada.

O que é a Bio-IoT?

Em tempos de transformação digital, o conceito de Internet das Coisas (IoT) já não é mais novidade para milhares de usuários no mundo todo. Estamos falando da conexão de objetos — eletrodomésticos, roupas, utensílios, meios de transporte etc. — à rede mundial de computadores.

A IoT é uma tecnologia que permite que informações sejam transmitidas de um dispositivo a outro, criando uma rede de comunicação entre as realidades física e digital. Agora, dois cientistas da Universidade Queen Mary, em Londres, apresentam o que seria uma tecnologia disruptiva, defendendo a possibilidade de usar organismos vivos — uma versão biológica da IoT — em um artigo publicado na MIT Technology Review.

Na realidade, não se trata de uma proposta totalmente nova. Há vários anos, a ciência vem estudando a forma como as bactérias armazenam e transmitem dados. O que mereceu destaque em pesquisas realizadas na Universidade George Washington, sugerindo a eficiência de algumas cepas no processamento de informações.

Para que foi criada a Bio-IoT?

Mas afinal, se a Internet das Coisas já vem funcionando a todo vapor, qual o sentido de envolver organismos biológicos nisso? O fato é que, para que um dispositivo de IoT seja viável, ele deve apresentar algumas características, como:

• capacidade de comunicação com outros aparelhos e sensores;
• alta performance de armazenamento e processamento de informações;
• monitoramento do ambiente, incluindo diversas variáveis;
• motor próprio.

Embora, já existam opções disponíveis com esses recursos — placas Arduíno e Raspberry Pis, por exemplo — a constatação de que bactérias preenchem tais requisitos abre um leque de possibilidades inovadoras. Afinal, elas podem ser encontradas em abundância e, por serem minúsculas, alcançam ambientes inacessíveis para as tecnologias criadas pelo homem.

A Bio-IoT consiste na possibilidade de criar uma rede biológica de mobilidade de dados, eficiente e barata.

Como a Bio-IoT funciona?

Em 2018, o italiano Federico Tavela, da Universidade de Pádua, realizou um experimento em que a bactéria intestinal Escherichia coli (E. coli) foi utilizada na transmissão de uma mensagem simples “Olá, mundo”, de um lugar a outro.

Logo, os estudos sobre os mecanismos de processamento de dados bacterianos vêm se concentrando nesse microrganismo específico. A E. coli atende a cada um dos requisitos de um dispositivo de IoT. Veja só:

• guardam informações nos plasmídeos (DNA em forma de anel) e as transmitem para outros organismos por meio de um processo chamado conjugação;
• têm, em sua parede celular, receptores capazes de detectar características do ambiente, como temperatura, luz e substâncias químicas;
• são dotadas de flagelos que conferem mobilidade e geram impulso.

Que benefícios a Bio-IoT oferece?

Como vimos, um organismo extremamente comum e abundante como a E. Coli pode ser um meio perfeito para a IoT com aplicação biológica. Além de móveis e capazes de processar informações por meio de seu DNA, as bactérias são minúsculas e fáceis de manipular e até de serem programadas.

A prova disso é o movimento DIY (Do It Yourself) — “Faça você mesmo”, em português — na biologia. É possível encontrar kits de engenharia genética para crianças reprogramarem E. Coli, fazendo com que a bactéria brilhe no escuro, por exemplo.

Quais as aplicações possíveis da Bio-IoT?

Considerando as características que vimos até aqui, saiba que se pode reprogramar as bactérias para habitarem diferentes ambientes, do mar às “cidades inteligentes”. A aplicação da Bio-IoT vai da proteção ambiental à medicina.

Detecção de toxinas e poluentes

Uma vez coordenadas e planejadas para integrar um determinado ambiente, as bactérias podem, por meio de seus receptores celulares, identificar a presença de substâncias. Podemos imaginar, nesse sentido, usos como a identificação de substâncias tóxicas em organismos vivos e agentes poluidores no ar ou na água.

Coleta de dados

Como já vimos, as bactérias são capazes de armazenar informações em seu DNA em forma de plasmídeos, bem como de processá-las em seus ribossomos.

Realização de processos de biorremediação

Aqui, estamos falando do emprego de organismos vivos na redução de contaminação ambiental por meio da biodegradação para o tratamento de resíduos. Isso acontece porque microrganismos como bactérias utilizam material orgânico e inorgânico, gás carbônico, por exemplo, como fonte de alimento.

Reprogramação de bactérias para tratar doenças

Por fim, pode-se reprogramar bactérias, alterando seus DNAs para que realizem funções que auxiliem no tratamento de determinadas doenças. Por exemplo, inserindo o DNA que leva à codificação de uma proteína ou de um hormônio específico. Uma vez dentro do organismo humano, os microorganismos podem ser direcionados ao local escolhido e ativados por meio de seus sensores.

Que riscos a Bio-IoT pode trazer?

Que a facilidade de programação é uma vantagem, isto é certo. Porém, essa tecnologia também gera uma grande preocupação. Da mesma forma que pode ser usada com um propósito nobre, a Bio-IoT poderia ser facilmente um vetor para transmissão de doenças.

Embora as pesquisas comprovem a eficiência do mecanismo, pouco se sabe ainda sobre como controlá-lo.

Processos de mutação e seleção

Como qualquer organismo vivo as bactérias estão sujeitas ao processo de evolução, modificando-se com o tempo. Apesar de benigna, uma simples E. Coli pode causar estragos imprevisíveis após sofrer mutação e seleção natural.

Resultados imprevisíveis

Diferentemente de computadores, em que podemos rastrear o caminho de informação, em uma rede viva o monitoramento se torna mais difícil. Bactérias não possuem GPS e podem alterar a rota em função de variáveis incontroláveis, levando a resultados imprevisíveis.

Maus usuários

Como a solução tem grande potencial, pode trazer resultados catastróficos se usada pelas mãos erradas. Se a internet comum já se mostra um território fértil para a proliferação de malwares, imagine os riscos desse novo passo da IoT?

Por fim, o que podemos concluir é que a capacidade da Bio-IoT é inegável, mas que há muito o que avançar em relação aos métodos de controle e à discussão de novas questões éticas que essa tecnologia vai trazendo.

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