Espuma inteligente promete dar aos robôs a capacidade de “sentir na pele”

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Robôs sensíveis ao toque, capazes de interagir de forma inteligente com o ambiente e que simulam um dos sentidos mais complexos e sutis do corpo humano: o tato. Essa foi a ideia dos pesquisadores da Universidade Nacional de Singapura ao inventar uma espuma que pode dar às máquinas a capacidade de “sentir” um objeto.

A AiFoam é uma espuma macia que possui nervos artificiais e se parece muito com uma esponja comum. Além das propriedades sensitivas, ela também é capaz de se autoconsertar quando danificada. Até agora, este é o único material desenvolvido por cientistas que executa essas duas funções ao mesmo tempo.

“Queremos mostrar que é possível replicar o sentido humano do tato em um robô, o que abre um novo paradigma na interação entre seres vivos e máquinas para futuras aplicações”, afirma o professor Benjamin Tee.

Sentido aguçado

O tato permite aos seres humanos manipular e operar objetos com eficácia em ambientes desconhecidos mesmo sem utilizar a visão. Dar aos robôs um sentido tão refinado, tornaria o movimento robótico mais suave e seguro em várias situações.

“Tome como exemplo robôs de limpeza e garçons robóticos. Se eles puderem detectar a presença à distância e usar as informações para deduzir as intenções humanas, eles podem reagir mais rapidamente e evitar colidir com as pessoas, especialmente em áreas lotadas”, explica o professor Tee.

Até o momento, peles eletrônicas avançadas conseguem sentir a pressão quando entram em contato direto com algum objeto, mas são incapazes de sentir a direção do movimento de objetos adjacentes, o que limita todo o sistema de detecção.

Que espuma é essa?

A AiFoam é um polímero elástico feito a partir da mistura de uma substância parecida com o Teflon, conhecida como fluoropolímero, e um tensioativo para reduzir a tensão superficial. O resultado é um material único, capaz de se fundir facilmente quando separado em vários pedaços.

Partículas microscópicas de metal dissolvidas neste material permitem que a espuma detecte a presença de qualquer objeto capacitivo, como um dedo humano, por exemplo, a apenas alguns centímetros de distância.

A maciez da espuma também pode ser controlada alterando a proporção de ar durante a sua fabricação, o que torna a AiFoam mais eficaz do que outros materiais utilizados em peles artificiais para detectar a presença humana, como os silicones, por exemplo.

“Sua formulação exclusiva permite detectar com mais eficiência a presença humana, ao contrário de outros sensores de proximidade que normalmente fazem uso de luz e reflexos que podem levar a taxas de falso positivo ou negativo mais altas”, diz o professor Tee.

Sistema “nervoso”

Para imitar as funções das terminações nervosas mais sensíveis da pele humana, os cientistas embutiram eletrodos em forma de cilindro sob a superfície da espuma. Esses sensores conseguem detectar a direção da força aplicada sobre eles, o que pode dar aos robôs a sensação de que um objeto está prestes a escorregar.

Já o tensioativo colocado dentro da espuma permite que ela desenvolva um processo de autocura, mesmo depois de ser danificada ou cortada em várias partes. Resistente, a espuma pode ser esticada em mais de duas vezes o seu comprimento sem quebrar ou rasgar.

“Para curar cortes, nós aquecemos a espuma a 70°C durante quatro dias. O material cicatrizou cerca de 70% e ainda podia ser esticado até quase o dobro de seu comprimento, em 180%”, acrescenta o professor Tee.

Com uma sensibilidade muito maior ao toque e a capacidade de autocura mais precisa e eficiente, a AiFoam pode ser usada não só na indústria robótica, mas também na fabricação de próteses capazes de permitir interações mais eficazes entre o corpo humano e dispositivos eletrônicos.

Fonte: NUS