Os cientistas da EPFL desenvolveram uma pele artificial macia que fornece feedback tátil e – graças a um sofisticado mecanismo de autodetecção – tem o potencial de se adaptar instantaneamente aos movimentos de um usuário. Os pedidos para a nova tecnologia vão desde reabilitação médica até realidade virtual. A pele artificial pode ajudar na reabilitação e aprimorar a realidade virtual.

Assim como nossos sentidos de audição e visão, nosso senso de toque desempenha um papel importante na maneira como percebemos e interagimos com o mundo ao nosso redor. E a tecnologia capaz de replicar nosso senso de toque – também conhecido como feedback háptico – pode melhorar muito as interfaces homem-computador e homem-robô para aplicativos como reabilitação médica e realidade virtual.

Os cientistas do Reconfigurable Robotics Lab (RRL) da EPFL, liderado por Jamie Paik, e do Laboratório de Interfaces Bioeletrônicas Suaves (LSBI), liderados por Stéphanie Lacour na Escola de Engenharia, se uniram para desenvolver uma pele artificial macia e flexível feita de silicone e eletrodos. Ambos os laboratórios fazem parte do programa NCCR Robotics.

O sistema de sensores e atuadores macios da pele permite que a pele artificial se adapte à forma exata do pulso de um usuário, por exemplo, e forneça feedback háptico na forma de pressão e vibração. Os sensores de tensão medem continuamente a deformação da pele, para que o feedback háptico possa ser ajustado em tempo real para produzir uma sensação de toque o mais realista possível. O trabalho dos cientistas acaba de ser publicado na Soft Robotics.

“É a primeira vez que desenvolvemos uma pele artificial totalmente macia, onde sensores e atuadores são integrados”, diz Harshal Sonar, principal autor do estudo. “Isso nos dá controle em circuito fechado, o que significa que podemos modular com precisão e confiabilidade a estimulação vibratória sentida pelo usuário. É ideal para aplicações vestíveis, como para testar a propriocepção de um paciente em aplicações médicas”.

A pele artificial contém atuadores pneumáticos macios que formam uma camada de membrana que pode ser inflada bombeando ar para dentro dela. Os atuadores podem ser ajustados para pressões e frequências variadas (até 100 Hz ou 100 impulsos por segundo). A pele vibra quando a camada de membrana é inflada e desinflada rapidamente. Uma camada de sensor fica no topo da camada de membrana e contém eletrodos macios feitos de uma mistura de gálido sólido-líquido. Esses eletrodos medem a deformação da pele continuamente e enviam os dados para um microcontrolador, que usa esse feedback para ajustar a sensação transmitida ao usuário em resposta aos movimentos e alterações nos fatores externos do usuário.

A pele artificial pode ser esticada até quatro vezes a sua duração original por até um milhão de ciclos. Isso o torna particularmente atraente para várias aplicações do mundo real. Por enquanto, os cientistas o testaram nos dedos dos usuários e ainda estão fazendo melhorias na tecnologia.

“O próximo passo será desenvolver um protótipo totalmente vestível para aplicações em reabilitação e realidade virtual e aumentada”, diz Sonar. “O protótipo também será testado em estudos neurocientíficos, onde pode ser usado para estimular o corpo humano enquanto os pesquisadores estudam a atividade dinâmica do cérebro em experimentos de ressonância magnética”.