De armazéns a hospitais, robôs macios são usados ​​em diferentes lugares para ajudar os humanos a mover itens, tratando pacientes, e coleta de informações. À medida que o interesse por esses robôs continua crescendo, os cientistas estão desenvolvendo maneiras de dar a eles o tipo de capacidade de detecção encontrada em tecidos moles naturais.

Contudo, esta tentativa traz muitos desafios. A maioria dos tipos de pele tátil requer um fio para cada local onde as pessoas desejam detectar o toque. Os fios podem eventualmente parecer um grande ninho de pássaro quando se trata de detectar grandes áreas.

Para piorar as coisas, esta interface elétrica complicada pode quebrar o sistema. "Os fios podem ficar bem dentro de caixas rígidas, como smartphones e outros dispositivos, mas se você está falando sobre tecido, pele, ou outra coisa que é macia, então, de repente, todos aqueles fios tornam-se fontes de falha, "disse Carmel Majidi, professor associado de engenharia mecânica na Carnegie Mellon University.

Então, como podemos evitar esse aborrecimento? Majidi e Tess Hellebrekers de seu Soft Machines Lab desenvolveram uma solução elegante:uma pele magnética macia com um único elemento sensor. Suas descobertas foram publicadas em Sistemas Inteligentes Avançados .

Esta pele macia é como um ímã elástico que pode ser colocado em robôs, pele natural, ou outros materiais para dar-lhes uma sensação de toque. É composto por borracha de silicone carregada com milhões de micropartículas. Cada partícula tem um pólo norte e um pólo sul, que cria um campo magnético. Quando o material entra em contato com outro objeto, a borracha detecta o movimento e todas as micropartículas começarão a se mover, alterando assim o campo magnético interno dentro da borracha.

Essas mudanças no campo magnético serão detectadas pelo magnetômetro, um chip eletrônico embutido na pele magnética. Medindo essas mudanças, o magnetômetro pode inferir a localização e a intensidade do contato. Em outras palavras, ele pode estimar onde está o toque e com que força o toque está pressionando a superfície do material.

"Acho que a força e o contato são os dois principais interesses para a maioria dos sensores de pele porque nossa pele também pode fazer isso, "disse Hellebrekers, que é doutorando em robótica.

O que mais, esta pele não precisa tocar a superfície do material diretamente para sentir os contatos. "O bom dos ímãs é que eles cortam o ar, "disse Majidi." Você não precisa ter uma conexão física para sentir esse campo magnético. "

Devido a este atributo, a pele magnética pode ser desenvolvida em uma grande ferramenta para a medicina. Cientistas e médicos estão mais interessados ​​em usar a robótica leve na medicina, especialmente na endoscopia gastrointestinal (GI). Embora tenham feito um grande progresso, ainda é difícil incorporar eletrônicos e sensores porque eles tendem a ser muito volumosos e rígidos, que irá interferir na mobilidade dos endoscópios.

E é exatamente por isso que a equipe de Majidi está animada com a aplicação de suas novas descobertas. "Um material como este seria potencialmente um avanço em áreas como a endoscopia robótica, onde você deseja introduzir funções de detecção, mas não quer usar eletrônicos volumosos e uma tonelada de fiação, "disse Majidi.

Para melhorar ainda mais a pele magnética, A equipe de Majidi estudará como detectar força ao longo de objetos em forma de cilindro, que são semelhantes aos endoscópios de cateter. Eles também visam expandir as áreas de detecção da pele. Atualmente, a pele magnética pode localizar o contato em um comprimento contínuo de 1,5 cm ^² área. Os pesquisadores estão procurando maneiras de fazer as micropartículas magnéticas produzirem um campo magnético maior ou colocar o magnetômetro em locais diferentes.

Embora seu projeto ainda esteja em desenvolvimento, ele abre uma nova porta para o sensoriamento robótico suave. "Gosto muito deste sistema porque podemos medir o campo magnético sem nenhuma interface elétrica, "disse Hellebrekers." Isso nos dá muito mais liberdade no projeto do tipo de interface que será muito mais facilmente integrada em diferentes sistemas. "