Pele Eletrônica Avançada Alcança Sensação Tátil Humana

Por anos, cientistas tentaram equipar máquinas com sentido de tato. Equiparam androides inteligentes semelhantes a humanos e próteses com peles eletrônicas, que permitem que peles trabalhem natural e colaborativamente com humanos para manipular várias estruturas nos ambientes.

Estas peles eletrônicas consistem em um grande array de sensores para fornecer percepção somatossensorial rápida. No entanto, transmitem dados táteis dos sensores serialmente, o que resulta em gargalos de latência de leitura mais altos.

Agora, pesquisadores da Universidade de Singapura desenvolveram a Pele Eletrônica Codificada Assincronamente (ACES) com ultra-alta responsividade e robustez. Inspirada no sistema nervoso, a ACES pode sentir pressão, temperatura e umidade. Pode ser pareada com quase todos os tipos de camadas de pele sensora para operar efetivamente como uma pele eletrônica.

Como Funciona?

O corpo humano contém quase 72 quilômetros de nervos conectando o cérebro, pele, músculos. Neste estudo, os pesquisadores usaram o sistema nervoso humano como inspiração para desenvolver uma pele eletrônica para robôs.

A pele (ACES) é feita de camadas de silício cobertas com 249 sensores. Pode transmitir simultaneamente dados termo-táteis mantendo latências de leitura surpreendentemente baixas, mesmo com grande número de sensores (até 10.000).

Demonstraram arrays de protótipo de até 240 mecanorreceptores artificiais. Todos foram capazes de transmitir dados assincronamente com 1 milissegundo de latência mantendo precisão temporal de menos de 60 nanossegundos.

Tal baixa latência e ultra-alta precisão permitem que a pele eletrônica resolva características espaciotemporais finas essenciais para percepção tátil rápida.

Este é um grande avanço porque pela primeira vez pesquisadores conseguiram construir uma pele eletrônica que permite múltiplos sensores realimentarem a um receptor, e atuarem como um sistema inteiro em vez de eletrodos individuais. Como sensores são conectados em paralelo, o sistema inteiro ainda pode funcionar normalmente mesmo se receptores individuais forem danificados.

Há uma desvantagem potencial da ACES — transmissor ou receptor não podem dizer se ocorreu perda de evento de detecção. No entanto, a arquitetura permite implementações simples de transmissor e impressionante precisão de tempo de eventos de estímulo, que são fatores extremamente importantes para aplicações de pele eletrônica onde movimentos em tempo real são críticos.

A equipe de pesquisa está atualmente trabalhando com neurocientistas e engenheiros para ajudar a restaurar o sentido de tato em mãos protéticas. Acreditam que sua pele eletrônica pode avançar interações máquina-homem-ambiente para robôs antropomórficos autônomos e pode ser integrada com inteligência artificial para permitir interfaces máquina-cérebro de alto desempenho.