Biossensores de Ponta Transformam 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 cabeça para detectar sinais elétricos enviados pelo cérebro. Estes 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, muito forte — crescido diretamente sobre um substrato de carboneto de silício sobre silício. O resultado é uma tecnologia de detecção inovadora altamente escalável que supera três grandes desafios da biossensoriamento baseada em grafeno: corrosão, durabilidade e resistência de contato com a pele.

"Conseguimos combinar o melhor do grafeno, que é muito biocompatível e muito condutivo, com o melhor da tecnologia de silício, que torna nosso biossensor muito resiliente e robusto para uso," disse a Professora Iacopi.

Grafeno é um nanomaterial usado frequentemente no desenvolvimento de biossensores. No entanto, até hoje, muitos destes produtos foram desenvolvidos como aplicações de uso único e são propensos a deslaminação como resultado de entrar em contato com suor e outras formas de umidade na pele.

Em contraste, o biossensor da UTS pode ser usado por períodos prolongados e reutilizado múltiplas vezes, mesmo em ambientes altamente salinos — um resultado sem precedentes.

Além disso, o sensor demonstrou reduzir dramaticamente o que é conhecido como resistência de contato com a pele, onde 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 assenta na pele," disse a Professora Iacopi. "Ao longo do tempo, conseguimos alcançar uma redução de mais de 75 por cento da resistência de contato inicial."

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

A pesquisa faz parte de uma colaboração maior para investigar como ondas cerebrais podem ser usadas para comandar e controlar veículos autônomos. O trabalho é uma parceria entre a Professora Iacopi, internacionalmente aclamada por seu trabalho em nanotecnologia e materiais eletrônicos, e o Professor Distinto da UTS Chin-Teng Lin, um pesquisador líder em interfaces cérebro-computador. É financiado por $1,2 milhão do Hub de Inovação de Defesa.