A maioria das pessoas não pensa em dinâmica de fluidos quando se trata de parto. Mas Megan Leftwich faz.
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O professor de engenharia mecânica e espacial da Universidade George Washington, em Washington, DC, estuda fluxos inspirados biologicamente, como os mecanismos que permitem que os peixes nadem ou a interação entre fluidos e outras forças quando um bebê passa pelo canal do parto.
Depois de observar os padrões de natação dos leões marinhos durante uma viagem em família ao Smithsonian National Zoo, Leftwich começou a pensar no método de nadar com as nadadeiras dianteiras dos leões-marinhos em vez de nadadeiras traseiras. Os mamíferos são nadadores eficientes e quase não produzem despertar . Em colaboração com o Zoológico Nacional, Leftwich filmou os leões-marinhos, traçou as palmas graciosas de suas nadadeiras e projetou uma aleta robótica que reproduz o movimento. Ela espera ter um protótipo funcional até o final do verão.
O flipper robótico segue uma longa linha de invenções inspiradas na natureza. O engenheiro George de Mestral estudou a cabeça espetada de uma planta de bardana sob um microscópio e patenteou o Velcro em 1955. E, mais recentemente, o brilho das asas de borboleta inspirou uma tela para leitores eletrônicos. A evolução já resolveu muitos dos problemas que encontramos, de uma forma ou de outra, para outros seres vivos.
Em última análise, a Leftwich prevê veículos não tripulados com nadadeiras robóticas em vez de hélices que poderiam fazer coisas como explorar campos minados submarinos sem criar grandes perturbações que disparassem bombas ao vivo e navios de pesquisa tão eficientes que pudessem percorrer grandes distâncias com uma bateria.
Como a natureza te inspira?
Sou tão inspirada pelo mundo natural porque vivemos nele e vemos isso o tempo todo. É muito fácil para mim ver as folhas ao vento e depois pensar "Huh, eu me pergunto quanta força a folha pode ter antes de ser arrancada?" Essas perguntas, eu posso vivê-las até certo ponto, e assim posso sempre estar vendo algo novo para explorar. Sou fascinado pelo modo como o processo natural, essa evolução encontrou tantas soluções para tantos problemas diferentes. Se eu puder ver como essa solução, seja como a forma de uma flor ou grama crescendo em uma determinada direção interage com os fluidos ao redor dela, então eu posso investigar um problema.
Por que você estuda organismos que nadam?
Muitos peixes simplesmente nadam batendo a nadadeira caudal, mas os golfinhos e as baleias agitam-se para cima e para baixo. Lulas e medusas contrair seus corpos e disparar um jato, e as cobras do mar movem todo o seu corpo para cima e para baixo. Então, mesmo essa ideia de se mover pela água, já temos tantas soluções. Eu estava realmente interessado em saber qual é a conexão fundamental entre todas essas soluções.
Os leões-marinhos se impulsionam com suas nadadeiras dianteiras de uma forma que produz muito pouco despertar. (Jon Betz) Você pode descrever as manobras que os leões marinhos fazem?
Leões marinhos são ótimos nadadores. Eles são muito ágeis e são muito brincalhões, então eles podem fazer coisas como curvas muito apertadas onde estão indo para frente e, de repente, eles vão aparecer 180 graus em um raio muito apertado. Se eles estão indo para frente e de repente eles querem ver algo por trás deles, eles vão puxar a cabeça para cima e, na verdade, apenas fazer um backflip e ir na outra direção. Eles farão rolos de barril e girarão com o nariz como o eixo. Eles são extremamente ágeis.
Porque eles estão nadando com suas barbatanas dianteiras ao contrário de suas caudas, eles não criam a esteira típica que você espera ver por trás de um peixe, um golfinho ou uma baleia. E se entendermos como eles fazem isso e podemos construir isso em um veículo não tripulado, por exemplo, poderíamos criar um veículo muito mais difícil de detectar na água, algo que é hidrodinamicamente silencioso.
Como foi conhecer os leões marinhos no Zoológico Nacional?
Não que muitas pessoas tenham a oportunidade de acariciar um leão marinho. Eu pensei que eles seriam viscosos, mas eles não eram. Era como um Doberman pinscher molhado.
Tendo trabalhado com leões-marinhos por quase dois anos, chegando a conhecer um e tocá-lo e ver como é o pêlo de leões marinhos foi realmente esclarecedor e adicionei uma profundidade de entendimento a esse problema que estudamos em uma tela de computador ou pelo menos seis polegadas de vidro.
Leftwich estuda filmes dos leões marinhos do National Zoo. (Jon Betz) Você se considera um inovador?
Nem sempre estou resolvendo um problema em questão, mas realmente acredito que estou resolvendo os problemas do futuro. Eu acho que essa base de conhecimento vai se traduzir em soluções para problemas que nem sabemos que temos, ou que sabemos que temos e não estamos interessados em resolver agora. Talvez o alto índice de partos cirúrgicos em nosso país não seja um grande problema, mas é um problema, e se tivéssemos uma solução melhor, não seria maravilhoso? Eu definitivamente acho que muito do que eu faço é procurar por física fundamental onde as pessoas não acham que existe.
