Biopele semelhante à pele humana dá melhor sensação de toque aos robôs

Uma melhor sensação de toque aos robôs pode ser gerada por meio de uma biopele que é bem semelhante à pele humana.

Sem mesmo ver, podemos tatear um objeto e tirar uma série de conclusões, como, por exemplo, formato, tipo de material, se está quente ou frio, se é mais condutor ou mais isolante, se é metálico, plástico ou orgânico. O tato é uma das mais importantes formas do corpo de comunicar com o universo.

Diversos estímulos diferentes em nossa pele dão a nós importantes ferramentas para o dia a dia. Ou seja, replicar isso permitiria uma melhora considerável na robótica.

Agora, uma equipe de pesquisadores da China e de Cingapura conseguiu criar uma pele artificial com as qualidades da pele humana. Chamada de 3DAE-Skin, a pele eletrônica tridimensional possui uma construção composta por multicamadas, de maneira muito semelhante à nossa pele.

A pesquisa foi liderada pelo professor Yihui Zhang, da Universidade de Tsinghua, na China. A pesquisa desenvolveu uma “pele eletrônica arquitetada tridimensionalmente que imita a mecanosensação humana para detecção totalmente desacoplado de força normal, força de cisalhamento e tensão”, conforme comunicado da Universidade de Tsinghua.

O estudo foi publicado pelos pesquisadores no periódico Science.

Uma nova pele artificial e uma melhor sensação de toque aos robôs

O tato ocorre quando o toque em algum objeto gera sinais elétricos que partem dos receptores na pele e chegam até o cérebro, carregando as informações necessárias.

“A detecção de estímulos mecânicos na pele humana origina-se da transdução de mecanorreceptores que convertem forças externas em sinais elétricos”, diz o abstrato do estudo.

Portanto, imitar a distribuição desses receptores e dos neurônios que levam os sinais até o cérebro, pode permitir resultados semelhantes. Mas não é tão simples assim saber como tudo ocorre.

“Embora imitar a distribuição espacial desses mecanorreceptores possa permitir o desenvolvimento de peles eletrônicas capazes de dissociar forças e deformações normais/de cisalhamento, ela permanece indefinida”.

Entretanto, a equipe conseguiu realizar o projeto e atingir bons resultados.

“Este 3DAE-Skin mostra excelentes desempenhos de detecção desacoplados de força normal, força de cisalhamento e deformação e permite o desenvolvimento de um sistema tátil para medições simultâneas de módulo/curvatura de um objeto através do toque. As demonstrações incluem medições rápidas de módulos de frutas, pães e bolos com várias formas e graus de frescor”, diz a equipe no estudo.

São, no total, nove camadas, das quais, duas são para detecção de força, duas de tensão e cinco camadas entre elas. O desafio, em seguida, foi tornar isso flexível, podendo, assim, sofrer torções, beliscões, etc. A pele é capaz de sentir até mesmo tensões sobre a pele.

Em seguida, um dispositivo analisa os 240 sensores. Por meio dos sinais recebidos, eles decifram e analisam diferentes tipos de forças e entender de onde elas estão vindo.

Por último, por meio de inteligência artificial, ocorreu o processamento desses dados.

Parece algo banal para nós, que já somos treinados para isso. Mas para um robô não é fácil apertar uma fruta e saber se ela está madura.

A IA treinou com mais de 30 mil cenários para ganhar a habilidade de prever as forças necessárias para realizar tarefas bastante delicadas.

Segundo a equipe, os métodos de fabricação da pele artificial são escaláveis e poderiam, no futuro, gerar outros componentes com a habilidade do tato, uma excelente ferramenta para nosso dia a dia. Essa pele poderia servir para sistemas protéticos e robóticos com uma melhor sensação de toque aos robôs.