Pele artificial consegue emular a maneira com que humanos sentem os objetos

Pesquisadores das Universidades Sungkyunkwan e Hanyang, ambas na Coreia do Sul, criaram uma pele tátil artificial que imita a maneira como os seres humanos reconhecem objetos por meio do tato. Esse sistema utiliza sensores especiais para replicar funções biológicas presentes nas pontas dos dedos.

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O método de detecção tátil artificial pode ser aplicado na fabricação de robôs com capacidade de movimentos mais finos e precisos, além da criação de membros protéticos que se tornariam muito mais responsivos ao toque e totalmente integrados a partes específicas do corpo humano.

"Nós relatamos um sistema de pele tátil neural artificial que imita o processo de reconhecimento do sentido do tato humano usando sensores compostos por polímeros à base de partículas e um sistema próprio de conversão de sinal", explica o professor de engenharia eletrônica da Universidade Hanyang, Sungwoo Chun, principal autor do estudo.

Sensível ao toque

Os sistemas sensoriais biológicos convertem estímulos táteis em ações por meio de um processo conhecido como transdução somatossensorial, que transmite esse conjunto de sinais elétricos para o cérebro por meio de vários nervos ao redor. Esse processamento de informações garante uma identificação precisa baseada em experiências anteriores.

A pele tátil artificial criada pelos pesquisadores coreanos utiliza sensores que respondem à pressão e vibração para emular essa habilidade humana. O sistema consegue replicar a função de mecanorreceptores adaptativos lentos e rápidos presentes na pele biológica, coletando dados da mesma forma que os neurônios sensoriais fazem para produzir sinais elétricos.

O esquema de funcionamento da pele artificial é composto por filmes ultrafinos e adesivos T-skin com partículas condutoras piezoresistivas e piezoelétricas colocadas em uma matriz elástica de polímero. O material utilizado pelos cientistas possui uma textura macia e sensível, semelhante à encontrada na pele humana.

Os testes

Para provar que a pele artificial pode ser usada em sistemas biológicos naturais, os pesquisadores fizeram experimentos em ratos. Em um teste fora do organismo, eles avaliaram a transmissão dos sinais em um nervo aferente. Depois eles testaram a resposta muscular, estimulando nervos dentro do corpo do animal.

“Nós mostramos que a transmissão não distorcida dos sinais de saída é possível por meio de uma fibra nervosa tátil aferente. Esses sinais podem estimular um nervo motor no camundongo para induzir a contração de um músculo do membro posterior de forma semelhante ao que acontece no corpo humano”, completa o professor Chun.

Os cientistas também avaliaram a capacidade da pele robótica para reconhecer texturas em diferentes superfícies. Eles usaram lâminas de cristais artificiais para imitar a estrutura da ponta de um dedo humano, combinadas com uma técnica de aprendizado profundo para classificar estruturas distintas. Como resultado, eles conseguiram uma precisão na identificação das texturas de 99,1%.

“Nosso sistema poderá ser usado para prever texturas desconhecidas com base em um modelo previamente treinado. Isso pode melhorar significativamente o desempenho tátil de robôs para realizar tarefas do dia a dia que envolvam tocar, agarrar e manipular objetos”, encerra o professor Sungwoo Chun.

Fonte: Nature Electronics