Novos biossensores definidos para revolucionar a robótica controlada pelo cérebro

Desenvolvido pela professora Francesca Iacopi e sua equipe na Faculdade de Engenharia e TI da UTS, o biossensor adere à pele do rosto e da cabeça para detectar sinais elétricos enviados pelo cérebro. Esses sinais podem então ser traduzidos em comandos para controlar sistemas robóticos autônomos.

Um estudo do biossensor foi publicado no Journal of Neural Engineering.

O sensor é feito de grafeno epitaxial – essencialmente múltiplas camadas de carbono muito fino e muito forte – cultivado diretamente em um substrato de carboneto de silício sobre silício. O resultado é uma nova tecnologia de detecção altamente escalável que supera três grandes desafios do biossensor baseado em grafeno:corrosão, durabilidade e resistência ao contato com a pele.

“Conseguimos combinar o melhor do grafeno, que é muito biocompatível e muito condutor, com o melhor da tecnologia de silício, o que torna nosso biossensor muito resistente e robusto de usar”, disse o professor Iacopi.

O grafeno é um nanomaterial utilizado com frequência no desenvolvimento de biossensores. No entanto, até o momento, muitos desses produtos foram desenvolvidos como aplicações de uso único e são propensos à delaminação como resultado do contato com o suor e outras formas de umidade da pele.

Por outro lado, o biossensor UTS pode ser usado por períodos prolongados e reutilizado várias vezes, mesmo em ambientes altamente salinos - um resultado sem precedentes.

Além disso, o sensor demonstrou reduzir drasticamente o que é conhecido como resistência ao contato com a pele, onde o contato não ideal entre o sensor e a pele impede a detecção de sinais elétricos do cérebro.

“Com nosso sensor, a resistência de contato melhora quando o sensor fica na pele”, disse o professor Iacopi. “Com o tempo, conseguimos obter uma redução de mais de 75% da resistência inicial de contato.”

“Isso significa que os sinais elétricos enviados pelo cérebro podem ser coletados de forma confiável e, em seguida, significativamente amplificados, e que os sensores também podem ser usados ​​de forma confiável em condições adversas, aumentando assim seu potencial de uso em interfaces cérebro-máquina”.

A pesquisa faz parte de uma colaboração maior para investigar como as ondas cerebrais podem ser usadas para comandar e controlar veículos autônomos. O trabalho é uma parceria entre a professora Iacopi, reconhecida internacionalmente por seu trabalho em nanotecnologia e materiais eletrônicos, e a ilustre professora da UTS Chin-Teng Lin, pesquisadora líder em interfaces cérebro-computador. É financiado por US$ 1,2 milhão do Defense Innovation Hub.