Nova pele artificial dá aos robôs muito mais do que sensação de toque

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova pele artificial capaz de dar aos robôs a capacidade de sentir a temperatura e a pressão, além de poder identificar produtos químicos tóxicos com apenas um toque.

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Segundo os cientistas, um sistema de aprendizagem de máquina faz a interação entre a pele artificial e a pele humana, permitindo que um usuário de carne e osso controle o robô ao mesmo tempo em que recebe o feedback tátil em sua própria mão por meio de sensores integrados.

“Os robôs modernos estão desempenhando um papel cada vez mais importante na segurança, agricultura e manufatura. Podemos dar a esses robôs uma sensação de toque e temperatura? Também podemos fazê-los sentir produtos químicos como explosivos ou riscos biológicos como bactérias e vírus infecciosos? Estamos trabalhando nisso”, explica o professor de engenharia Wei Gao, autor principal do estudo.

Pele artificial

O sistema que emula a pele humana é composto por um hidrogel gelatinoso que torna os dedos das mãos robóticas muito mais macios. Os sensores embutidos nesse hidrogel são produzidos em um impressora jato de tinta e dão à pele artificial a capacidade de detectar o que acontece ao seu redor.

Os pesquisadores usam nanopartículas de prata para imprimir camadas de sensores em escala micrométrica, permitindo que eles sejam projetados para detectar uma grande variedade de itens, desde objetos mais duros até superfícies macias, com variação constante de temperatura e composição química.

“Quando queremos detectar um determinado composto, garantimos que o sensor tenha uma alta resposta eletroquímica a ele. Grafeno impregnado com platina detecta o explosivo TNT de forma muito rápida e seletiva. Nanotubos de carbono são ótimos para perceber a presença de vírus”, acrescenta Gao.

Outras iniciativas

Cientistas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETHZ), na Suíça, também trabalham no desenvolvimento de uma pele artificial capaz de dar aos dispositivos robóticos uma sensação de toque parecida com a dos humanos. O dispositivo feito com um material flexível consegue emular o tato presente na ponta dos dedos.

Até a Meta/Facebook, em pareceria com a Universidade Carnegie Mellon, nos EUA, participa de um estudo que pretende criar uma e-skin que utiliza aprendizagem de máquina e inteligência artificial (IA) para aprimorar a forma como as máquinas “sentem” e interagem com objetos ao seu redor.

Já os pesquisadores da Universidade Chinesa de Hong Kong criaram uma pele robótica iônica chamada I-skin que consegue reproduzir a capacidade da pele humana de gerar hematomas quando sofre algum tipo de lesão. O material muda de cor conforme a força do impacto recebido.

Mais avançado

A novidade do dispositivo desenvolvido no Instituto Caltech está justamente no sistema interativo, que permite que o usuário humano controle o robô com seus próprios movimentos musculares e receba feedback tátil a partir da pele artificial presente na mão robótica.

Eletrodos presos ao antebraço do operador humano são posicionados para detectar sinais elétricos gerados pelos músculos do usuário. Um simples movimento do pulso faz com que o braço robótico se mova para cima ou para baixo. Outro sensor é o responsável por fornecer a sensação de tato em forma de estimulação elétrica.

“Nosso sistema pode ser aplicado em praticamente tudo, desde agricultura até segurança e proteção ambiental, permitindo que os operadores de robôs "sintam" quanto pesticida está sendo aplicado em uma lavoura, se uma mochila suspeita deixada em um aeroporto tem vestígios de explosivos, ou a localização de uma fonte de poluição em um rio”, prevê o professor Wei Gao.