Pele eletrônica inteligente avançada melhora a sensação de toque do robô e da prótese

Universidade Nacional de Singapura

Os humanos usam o sentido do tato para realizar quase todas as tarefas diárias, como pegar uma xícara de café ou apertar a mão de alguém. Sem ele, os humanos podem até perder o senso de equilíbrio ao caminhar. Da mesma forma, os robôs precisam ter o sentido do tato para interagir melhor com os humanos, mas os robôs de hoje ainda não conseguem sentir bem os objetos.

A pele eletrônica codificada assíncrona (ACES) é um sistema nervoso artificial com altíssima capacidade de resposta e robustez a danos e pode ser emparelhado com qualquer tipo de camada de pele sensora para funcionar efetivamente como uma pele eletrônica. Embora o ACES detecte sinais como o sistema nervoso sensor humano, ao contrário dos feixes nervosos da pele humana, ele é composto por uma rede de sensores conectados por meio de um único condutor elétrico. Também é diferente dos revestimentos eletrônicos existentes que possuem sistemas de fiação interligados que podem torná-los sensíveis a danos e difíceis de aumentar.

O ACES pode detectar toques mais de 1.000 vezes mais rápido que o sistema nervoso sensorial humano. É capaz de diferenciar o contato físico entre diferentes sensores em menos de 60 nanossegundos, mesmo com um grande número de sensores. A pele habilitada para ACES também pode identificar com precisão a forma, a textura e a dureza dos objetos em 10 milissegundos – dez vezes mais rápido que um piscar de olhos. Isto é possibilitado pela alta fidelidade e velocidade de captura do sistema ACES.

A plataforma ACES também pode ser projetada para atingir alta robustez a danos físicos, uma propriedade importante para skins eletrônicos porque eles entram em contato físico frequente com o meio ambiente. Ao contrário do sistema atual usado para interconectar sensores em skins eletrônicos existentes, todos os sensores do ACES podem ser conectados a um condutor elétrico comum, com cada sensor operando de forma independente. Isso permite que os skins eletrônicos habilitados para ACES continuem funcionando enquanto houver uma conexão entre o sensor e o condutor, tornando-os menos vulneráveis ​​a danos.

O ACES possui um sistema de fiação simples e capacidade de resposta mesmo com um número crescente de sensores. Estas características principais facilitarão a expansão de skins eletrónicas inteligentes para aplicações de inteligência artificial (IA) em robôs, dispositivos protéticos e outras interfaces homem-máquina.

O ACES pode ser facilmente emparelhado com qualquer tipo de camada de pele sensora; por exemplo, aqueles projetados para detectar temperatura e umidade. O emparelhamento do ACES com uma camada de pele do sensor transparente, autocurativa e resistente à água cria uma pele eletrônica que pode se auto-reparar como a pele humana. Este tipo de pele eletrônica pode ser usado para desenvolver membros protéticos mais realistas que ajudarão pessoas com deficiência a restaurar o sentido do tato.

Outras aplicações potenciais incluem o desenvolvimento de robôs mais inteligentes que possam realizar tarefas de recuperação de desastres ou assumir operações mundanas, como embalar itens em armazéns.

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