Pele Eletrônica Baseada no Sistema Nervoso Sensorial Humano

Um novo sistema nervoso artificial foi desenvolvido pelo Professor Assistente Benjamin Tee e pesquisadores da Universidade Nacional de Singapura (NUS). A nova tecnologia foi criada por Tee e um grupo de pesquisadores e cientistas do Departamento de Ciência de Materiais e Engenharia da Faculdade de Engenharia da NUS. Tee e sua equipe vêm desenvolvendo a nova pele eletrônica há um ano e meio, e ele mesmo tem trabalhado na tecnologia por muito mais tempo. Seu objetivo é criar uma tecnologia que ajude robôs e próteses a terem um melhor senso de toque.

O novo sistema é chamado de Pele Eletrônica Código Assíncrono (ACES), e as pesquisas e desenvolvimentos foram publicados em Science Robotics em 18 de julho de 2019. Antes desse desenvolvimento, as peles eletrônicas tinham muitos fios e eram propensas a danos.

A nova pele eletrônica tem o mesmo senso de toque que a pele humana e é ultra-alta resposta. Ela também é capaz de lidar com danos melhor do que a pele real. Tee explicou a tecnologia e como, de certa forma, é superior à pele que temos em nossos corpos.

“Os humanos usam nosso senso de toque para realizar todas as tarefas diárias, como pegar uma xícara de café ou dar um aperto de mão. Sem ele, perderíamos nosso senso de equilíbrio ao caminhar. Da mesma forma, os robôs precisam ter um senso de toque para interagir melhor com os humanos, mas os robôs de hoje ainda não conseguem sentir objetos muito bem.”

Os pesquisadores da universidade usaram o sistema nervoso sensorial humano como modelo. O sistema nervoso eletrônico ACES detecta sinais de forma semelhante ao sistema nervoso humano, mas o ACES tem uma rede de sensores e um único condutor elétrico. Isso é diferente dos grupos de nervos na pele humana. O Professor Tee falou sobre os motivos pelos quais a pele eletrônica é modelada após o sistema nervoso sensorial humano.

“O sistema nervoso sensorial humano é extremamente eficiente e funciona o tempo todo, a ponto de frequentemente darmos por certo. Ele também é muito robusto em relação a danos. Nosso senso de toque, por exemplo, não é afetado quando sofremos um corte. Se pudermos imitar como nosso sistema biológico funciona e torná-lo ainda melhor, podemos trazer avanços tremendos no campo da robótica, onde as peles eletrônicas são predominantemente aplicadas.”

O sistema ACES é mais rápido do que o sistema nervoso sensorial humano. Ele pode detectar toques mais de 1.000 vezes mais rápido. Ele também pode diferenciar contatos físicos entre diferentes sensores. Ele consegue fazer isso em menos de 60 nanossegundos, o mais rápido já registrado para tecnologia de pele eletrônica. Outra vantagem da pele eletrônica é que ela consegue dizer a forma, dureza e textura de objetos em 10 milissegundos. Ela consegue fazer isso devido à alta fidelidade e velocidade de captura. Como a pele humana real, a nova pele eletrônica é robusta em relação a danos físicos. A pele, humana ou eletrônica, está em constante interação com o ambiente externo, o que causa muitos danos. Porque o sistema ACES usa um condutor elétrico com sensores independentes, as peles ainda são funcionais desde que haja pelo menos uma conexão entre o sensor e o condutor.

Esse novo desenvolvimento em tecnologia pode ser usado em muitas áreas diferentes, como aplicações de Inteligência Artificial, como membros artificiais e interfaces homem-máquina. O Professor Tee falou sobre as possibilidades.

“A escalabilidade é uma consideração crítica, pois são necessárias grandes peças de peles eletrônicas de alto desempenho para cobrir as áreas de superfície relativamente grandes de robôs e dispositivos protéticos. O ACES pode ser facilmente combinado com qualquer tipo de camada de pele de sensor, por exemplo, aquelas projetadas para detectar temperaturas e umidade, para criar peles eletrônicas de alto desempenho com um senso de toque excepcional que pode ser usado para uma ampla gama de propósitos.”

Essa tecnologia continuará a se desenvolver, e é outro campo que está se movendo rapidamente e produzindo oportunidades incríveis. Ela será especialmente útil em robótica, pois é onde a maioria das peles eletrônicas é atualmente aplicada.