Georgia Tech lança lente gelatinosa movida a luz que imita a visão humana para robótica

Instituto de Tecnologia da Geórgia, Atlanta, GA
A lente gelatinosa de hidrogel fotorresponsiva desenvolvida por pesquisadores do laboratório Coulter BME Professor Shu Jia. (Imagem:Georgia Tech)
Uma equipe de engenheiros biomédicos da Georgia Tech revelou um avanço na óptica adaptativa:uma lente biomimética alimentada por luz que imita a capacidade do olho humano de refocar e se ajustar a diversas condições de luz. A pesquisa, publicada na Science Robotics , abre novas possibilidades para robótica suave, imagens biomédicas e sistemas de visão autônomos.

Inspirado pela resposta do olho humano à luz, o autor principal Corey Zheng, Ph.D. candidato no Departamento de Engenharia Biomédica Wallace H. Coulter, desenvolveu um sistema de lentes que usa músculos artificiais ativados por luz para controlar a distância focal. Quando iluminados, esses músculos contraem e esticam a lente, permitindo ajustes ópticos precisos sem componentes eletrônicos ou baterias.

“O olho humano é realmente poderoso em muitos aspectos”, disse Zheng. "É compacto, você pode mudar o foco para observar objetos próximos ou distantes e se protege da luz com suas pupilas. Além de tudo isso, tem uma resolução incrível."

A lente gelatinosa de hidrogel fotorresponsiva (PHySL) é construída inteiramente com materiais macios e biosseguros, tornando-a ideal para aplicações onde a óptica rígida é impraticável, como robôs flexíveis e dispositivos médicos que interagem com segurança com tecidos. No centro do design está um hidrogel termicamente responsivo – um polímero que absorve água comumente encontrado em produtos como lentes de contato – infundido com grafeno, que converte luz em calor, desencadeando mudanças de forma que atuam como músculos artificiais. Esta propriedade permite que a lente seja controlada remotamente sem a necessidade de bateria ou conexões com fio.

Em testes de laboratório, os pesquisadores demonstraram que diferentes padrões de iluminação poderiam controlar a distância focal da lente, o movimento e até mesmo induzir aberrações ópticas específicas. Esta capacidade adaptativa permitiu-lhes capturar imagens de alta qualidade de assuntos que vão desde células individuais até salas inteiras. O desempenho do seu sistema, tanto na faixa de mudança focal quanto na resolução, era comparável ao do olho humano.

A equipe também introduziu um protótipo de câmera sem eletrônicos, combinando a lente gelatinosa com um circuito de imagem à base de líquido alimentado por válvulas ativadas por luz para controlar o fluxo de fluido, em vez dos fotodetectores eletrônicos tradicionais. Esta inovação poderia ser usada em sistemas soft acionados quimicamente ou passivos, permitindo maior autonomia para robôs biomiméticos.

A pesquisa foi conduzida em colaboração com o Profesor Shu Jia da BME, autor sênior do estudo.

Para mais informações, entre em contato com Shu Jia em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa do JavaScript habilitado para visualizá-lo. ou Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 404-894-0290.