A natureza está repleta de não-linearidades, responsáveis por uma grande variedade de respostas associadas aos sistemas naturais. Os ritmos naturais representam uma manifestação dinâmica dos sistemas biológicos, sendo uma característica central da vida. Isto tem motivado a análise de aspectos dinâmicos relacionados aos sistemas naturais.

Os ritmos naturais podem ser tanto regulares (periódicos) quanto irregulares (caóticos) e cada um deles pode estar associado a um funcionamento normal ou patológico. Ritmos regulares podem ser patologias relacionadas com ataques epiléticos, por exemplo. Por outro lado, podem estar associados a comportamentos normais como ciclos menstruais ou ritmos cardíacos.

O termo doenças dinâmicas captura a noção de que ritmos anormais podem estar associados a alterações rítmicas dos sistemas naturais. A análise da dinâmica desses sistemas pode ser feita tanto através de modelos matemáticos quanto através da análise de sinais.

O caos é uma das possibilidades dos sistemas não-lineares. Esse comportamento é muito rico, estando relacionado à existência de infinitas órbitas periódicas instáveis. Outra característica importante do caos é a sensibilidade às condições iniciais, que ficou popularmente conhecida como o efeito borboleta. Explorando essas características, pode-se controlar um sistema caótico a partir de pequenas perturbações, o que o proporciona uma grande flexibilidade ao sistema.

Com a inspiração da natureza, podemos pensar em sistemas mecânicos que reproduzam as características dos sistemas naturais, com grande flexibilidade. O grupo de pesquisa em “Fenômenos Não-lineares e Caos”, que conta com a participação de alunos de Graduação e Pós-Graduação da UFRJ, tem tentado contribuir neste sentido. Se você tem interesse no assunto, entre em contato ou deixe sua mensagem.