Robôs sentem dor? Eles estão desenvolvendo uma pele que os deixaria mais próximos do toque humano.

Uma pele robótica revolucionária aproxima as máquinas do toque humano, pois consegue detectar pressão, temperatura, dor e até mesmo distinguir vários pontos de contato ao mesmo tempo.

Feita de um material de gel flexível e econômico, esta pele transforma toda a superfície de uma mão robótica em um sensor sensível e inteligente , diferentemente das peles robóticas tradicionais, que dependem de uma combinação de diferentes sensores.

Além disso, ele pode ser adicionado às mãos robóticas como uma luva, permitindo que os robôs detectem informações sobre o ambiente de maneira semelhante aos humanos, relata Cambridge.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge e da University College London (UCL) desenvolveram esta pele flexível e condutora, fácil de fabricar e que pode ser moldada em uma ampla gama de formas complexas. Essa tecnologia detecta e processa diversos sinais físicos, permitindo que robôs interajam com o mundo físico de maneiras mais significativas.

Ao contrário de outras soluções de toque robótico, que normalmente operam usando sensores incorporados em pequenas áreas e exigem sensores diferentes para detectar diferentes tipos de toque, a pele eletrônica desenvolvida pelos pesquisadores de Cambridge e UCL é inteiramente um sensor , o que a aproxima do nosso próprio sistema sensorial: nossa pele.

Embora a pele robótica não seja tão sensível quanto a humana, ela pode detectar sinais de mais de 860.000 pequenos caminhos no material , permitindo que ela reconheça diferentes tipos de toque e pressão — como um toque de dedo, uma superfície quente ou fria, danos de cortes ou perfurações ou 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, para que ela possa detectar diferentes tipos de contato com mais eficiência.

Além de potenciais aplicações futuras para robôs humanoides ou próteses humanas, onde o sentido do tato é vital, os pesquisadores afirmam que a pele robótica pode ser útil em setores tão diversos quanto o automotivo e o de assistência em desastres. Os resultados foram publicados na revista Science Robotics .

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 pressão, outro para temperatura, etc. — que são então integrados em materiais macios e flexíveis. No entanto, os sinais desses sensores podem interferir uns nos outros, e os materiais são facilmente danificados.

"Ter sensores diferentes para diferentes tipos de toque resulta em materiais complexos de fabricar", disse o autor principal, Dr. David Hardman, do Departamento de Engenharia de Cambridge. "Queríamos desenvolver uma solução que pudesse detectar vários tipos de toque simultaneamente, mas com um único material."

"Ao mesmo tempo, precisamos de algo barato e durável, adequado para uso generalizado", explicou o coautor Dr. Thomas George Thuruthel, da UCL.

A solução deles 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 sensoriamento multimodal são mais fáceis de fabricar e mais robustos.

Os pesquisadores moldaram um hidrogel gelatinoso macio, elástico e eletricamente condutor no formato de uma mão humana. Eles testaram várias configurações de eletrodos para determinar qual fornecia as informações mais úteis sobre os diferentes tipos de toque. Com apenas 32 eletrodos colocados no pulso, eles conseguiram coletar mais de 1,7 milhão de pontos de dados de toda a mão, graças aos minúsculos caminhos no material condutor.

A pele foi então testada usando diferentes tipos de toque: os pesquisadores a submeteram a uma pistola de ar quente, pressionaram-na com os dedos e um braço robótico, tocaram-na suavemente com os dedos e até a perfuraram com um bisturi. A equipe usou os dados coletados durante esses testes para treinar um modelo de aprendizado de máquina que permitiria à mão reconhecer o significado de diferentes tipos de toque .

"Podemos extrair uma enorme quantidade de informações desses materiais; eles podem realizar milhares de medições muito rapidamente", disse Hardman, pesquisador de pós-doutorado no laboratório do Professor Fumiya Iida e 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 acreditamos que seja 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 conduzir mais testes em tarefas robóticas do mundo real.