Questões de EFAF Ciências

O sistema de alimentação de um robô é constituído por 2 conjuntos de 4 pilhas AA recarregáveis.
Cada pilha tem capacidade de 1,2V / 800mAh. Sabe-se que um dos conjuntos é de uso exclusivo
dos motores.
O robô possui 2 motores que consomem, cada um, 300mA. O microcontrolador e o conjunto de
sensores consomem 400 mA.

Qual a autonomia prevista para o robô se deslocar em linha reta?

“Quanto melhor um indivíduo se adaptar ao seu meio ambiente, maior será sua chance de sobreviver e gerar descendentes.” (DARWIN, 1859)

“Algoritmos genéticos são modelos matemáticos computacionais que imitam os mecanismos da
evolução natural para resolver problemas de otimização” (JOHN HOLLAND, 1970)

Pode-se dizer que a matemática e a biologia se complementaram definitivamente, tendo em vista
que os algoritmos genéticos vêm sendo amplamente aplicados com sucesso em diversos problemas de aprendizado robótico. Os operadores genéticos para reprodução estão expostos na figura a seguir.

Considerando um cromossomo binário (algarismo 0 ou 1) composto por 6 bits dado por 100110 e com base nos operadores genéticos apresentados, determine a quantidade de cromossomos distintos que podem ser construídos utilizando apenas a operação de mutação.

Read the text below:

“Exploring volcanoes is risky business. That’s why Carolyn Parcheta and her co-advisor, JPL robotics researcher Aaron Parness, are developing robots that can get into crevices where humans wouldn’t be able to go, gaining new insights about these wondrous geological features. (...) The research has implications for extraterrestrial volcanoes. On both Earth and Mars, fissures are the most common physical features from which magma erupts. This is probably also true for the previously active volcanoes on the moon, Mercury, Enceladus and Europa, although the mechanism of volcanic eruption -- whether past or present -- on these other planetary bodies is unknown, Parcheta said.
(...) Parcheta, Parness, and JPL co-advisor Karl Mitchell first explored this idea last year using a
two-wheeled robot they call VolcanoBot 1, with a length of 12 inches (30 centimeters) and 6.7-
inch (17-centimeter) wheels. (...) For their experiments in May 2014, they had VolcanoBot 1 roll
down a fissure – a crack that erupts magma – that is now inactive on the active Kilauea volcano in
Hawaii. Finding preserved and accessible fissures is rare. VolcanoBot 1 was tasked with mapping
the pathways of magma from May 5 to 9, 2014. It was able to descend to depths of 82 feet (25
meters) in two locations on the fissure, although it could have gone deeper with a longer tether, as
the bottom was not reached on either descent.”

(Fonte: www.nasa.gov – Credits: Elisabeth Landau, JPL-Caltech)

Based on the text above, it is right to say:

Leia os textos a seguir e responda:

(TEXTO I) ROBÔS QUE IMITAM INSETOS
“O grupo europeu de pesquisa I-Swarm (enxames inteligentes) vem trabalhando há anos no desenvolvimento de microrrobôs capazes de atuarem em conjunto como insetos, reproduzindo o comportamento coletivo de formigas, abelhas e cupins.”

(Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br)

(TEXTO II) O INSETO NANO-ROBÔ ESPIÃO
“O inseto-robô é capaz de voar e pousar em qualquer área. Pode seguir pessoas até o seu destino sem essas ao menos perceberem a sua presença. Além de seguir pessoas, o inseto nano-robô poderá tirar fotos, filmar com sons em tempo real, localizar pessoas em catástrofes, ou reféns presos, transmitindo informações das armas, a localização e até tirar o sangue para amostras de DNA. Esse nano-robô poderá ser feito em diversas formas de diferentes insetos, como abelhas, moscas, libélulas entre outros.”

(Fonte: www.ynternix.com)

(TEXTO III) PESQUISA BUSCA DESVENDAR O DESAPARECIMENTO DE ABELHAS
“Uma tecnologia inovadora está ajudando a monitorar abelhas e tenta desvendar por que elas estão desaparecendo. Microssensores são colocados nas costas dos insetos para registrar e mapear todos os trajetos percorridos. (...) De acordo com Souza, com os dados recolhidos será possível identificar mudanças no comportamento dos animais e estudar como estes podem afetar a produção agrícola. As abelhas são responsáveis por levar o pólen de uma planta para outra, colaborando com a fecundação das flores que, por sua vez, geram novos frutos e sementes. É o processo de polinização. Quando essa cadeia é interrompida, a reprodução fica comprometida.”

(Fonte: www.jornaldaciencia.org.br)

As pesquisas descritas nos textos I e II podem, de alguma forma, ser aplicadas para solucionar o problema identificado no texto III?

“Imagine um exército de robôs com proporções microscópicas entrando em seu corpo para atacar células cancerígenas, destruir bactérias e vírus, inserir medicamentos em células específicas, desobstruir artérias e realizar cirurgias minimamente invasivas. (...) A nanotecnologia - área que desenvolve partículas e dispositivos que medem poucos nanômetros (milionésimos de milímetro) - aplicada à medicina, ou nano-medicina, como é chamada, é a grande aposta da ciência para os diagnósticos e tratamentos de diversas doenças dentro de 5 a 20 anos.”

(Fonte: http://curiosidades-mundocurioso.blogspot.com.br)

(Fonte: https://falandodedna.wordpress.com)

Suponha que um desses nanorrobôs atuando no corpo humano precisasse recarregar suas baterias para continuar funcionando e que suas baterias fornecem energia por meio do processamento de proteínas. Para isso ele possuiria um dispositivo que absorve proteínas de algumas células, dentro de uma limitação que não as prejudicasse.

Observando a estrutura geral de uma célula na figura a seguir, responda: Qual organela poderia auxiliar o nanorrobô fornecendo proteínas?

(Fonte: http://www.universitario.com.br)

Em uma atividade da aula de Ciências, a turma foi dividida em dois grupos para montar um coração robótico que demonstrasse a fisiologia do órgão humano. As especificações do projeto foram fornecidas pelo professor por meio da tabela:

Considerando que se optou por um conjunto de bombas, cada uma representando o funcionamento de uma cavidade, qual grandeza física deve ser considerada na programação destes 2 sistemas robóticos?

(Fonte: Modificado de transplants.ucla.edu)