MADRID 17 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma pele robótica revolucionária aproxima as máquinas de um toque quase humano, pois pode detectar pressão, temperatura, dor e até mesmo distinguir vários pontos de contato ao mesmo tempo.
Fabricada com um material de gel flexível e de baixo custo, a pele transforma toda a superfície de uma mão robótica em um sensor sensível e inteligente, ao contrário das peles robóticas tradicionais, que dependem de uma combinação de diferentes sensores.
Além disso, ela pode ser adicionada às mãos robóticas como uma luva, permitindo que os robôs detectem informações sobre seu ambiente de forma semelhante aos humanos, informa Cambridge.
Pesquisadores da Universidade de Cambridge e da University College London (UCL) desenvolveram essa pele flexível, condutora e fácil de fabricar, que pode ser fundida e moldada em uma ampla gama de formas complexas. A tecnologia detecta e processa vários sinais físicos, permitindo que os robôs interajam com o mundo físico de forma mais significativa.
Ao contrário de outras soluções robóticas de toque, que normalmente operam usando sensores embutidos em pequenas áreas e exigem sensores diferentes para detectar tipos diferentes de toque, a pele eletrônica desenvolvida pelos pesquisadores de Cambridge e da UCL é composta por um único sensor, aproximando-a do nosso próprio sistema sensorial - a pele.
Embora a pele robótica não seja tão sensível quanto a pele humana, ela pode detectar sinais de mais de 860.000 minúsculos caminhos no material, permitindo que reconheça diferentes tipos de toque e pressão - como o toque de um dedo, uma superfície quente ou fria, danos causados por cortes ou perfurações, ou o contato simultâneo de vários pontos - no mesmo material.
Os pesquisadores combinaram testes físicos e técnicas de aprendizado de máquina para ajudar a pele robótica a "aprender" quais desses caminhos são mais importantes, de modo que ela possa detectar diferentes tipos de toque com mais eficiência.
Além de possíveis aplicações futuras para robôs humanoides ou próteses humanas em que o sentido do tato é vital, os pesquisadores afirmam que a pele robótica poderia ser útil em setores tão diversos quanto o automotivo ou o de socorro em caso de desastres. Os resultados foram publicados na revista Science Robotics.
COMO FUNCIONA
As peles eletrônicas funcionam convertendo informações físicas, como pressão ou temperatura, em sinais eletrônicos. Na maioria dos casos, são necessários diferentes tipos de sensores para diferentes tipos de toque: um para detectar a pressão, outro para a temperatura, etc., que são incorporados em materiais macios e flexíveis. Entretanto, os sinais desses sensores podem interferir uns nos outros e os materiais são facilmente danificados.
"Ter diferentes sensores para diferentes tipos de toque resulta em materiais de fabricação complexa", disse o autor principal, Dr. David Hardman, do Departamento de Engenharia de Cambridge. "Queríamos desenvolver uma solução que pudesse detectar vários tipos de toque ao mesmo tempo, mas com um único material.
"Ao mesmo tempo, precisávamos de algo barato e durável, adequado para uso generalizado", explicou o coautor, Dr. Thomas George Thuruthel, da UCL.
Sua solução utiliza um tipo de sensor que reage de forma diferente a diferentes tipos de toque, conhecido como sensoriamento multimodal. Embora seja difícil identificar a causa de cada sinal, os materiais de detecção multimodal são mais fáceis de fabricar e robustos.
Os pesquisadores fundiram um hidrogel gelatinoso macio, elástico e condutor de eletricidade e o moldaram no formato de uma mão humana. Eles testaram várias configurações de eletrodos para determinar qual delas fornecia as informações mais úteis sobre diferentes tipos de toque. Com apenas 32 eletrodos colocados no pulso, eles conseguiram coletar mais de 1,7 milhão de dados de toda a mão, graças aos minúsculos caminhos no material condutor.
A pele foi então testada com diferentes tipos de toque: os pesquisadores a submeteram a uma pistola de calor, pressionaram-na com os dedos e com um braço robótico, tocaram-na suavemente com os dedos e até mesmo a abriram com um bisturi. A equipe usou os dados coletados durante esses testes para treinar um modelo de aprendizado de máquina que permitiria que a mão reconhecesse o significado de diferentes tipos de toque.
"Podemos extrair uma enorme quantidade de informações desses materiais; eles podem fazer milhares de medições muito rapidamente", disse Hardman, pesquisador de pós-doutorado no laboratório do professor Fumiya Iida, coautor do estudo. "Eles medem muitos elementos diferentes ao mesmo tempo em uma grande área.
"Ainda não atingimos o nível em que a pele robótica é tão boa quanto a pele humana, mas achamos que é melhor do que qualquer coisa disponível atualmente", disse Thuruthel. "Nosso método é flexível e mais fácil de construir do que os sensores tradicionais, e podemos calibrá-lo usando o toque humano para uma variedade de tarefas."
No futuro, os pesquisadores esperam melhorar a durabilidade da pele eletrônica e realizar mais testes em tarefas robóticas reais.
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