Os cientistas da EPFL desenvolveram uma pele artificial macia que fornece feedback tátil e - graças a um sofisticado mecanismo de autodetecção - tem o potencial de se adaptar instantaneamente aos movimentos do usuário. As aplicações da nova tecnologia vão da reabilitação médica à realidade virtual. A pele artificial pode ajudar na reabilitação e melhorar a realidade virtual.

Assim como nossos sentidos de audição e visão, nosso sentido do tato desempenha um papel importante em como percebemos e interagimos com o mundo ao nosso redor. E a tecnologia capaz de replicar nosso sentido do tato - também conhecido como feedback tátil - pode aprimorar muito as interfaces homem-computador e homem-robô para aplicações como reabilitação médica e realidade virtual.

Cientistas do Laboratório de Robótica Reconfigurável (RRL) da EPFL, liderado por Jamie Paik, e Laboratório de Interfaces Bioeletrônicas Soft (LSBI), chefiado por Stéphanie Lacour na Escola de Engenharia, se uniram para desenvolver um software pele artificial flexível feita de silicone e eletrodos. Ambos os laboratórios fazem parte do programa NCCR Robotics.

O sistema de sensores e atuadores macios da pele permite que a pele artificial se adapte à forma exata do pulso do usuário, por exemplo, e fornecer feedback tátil na forma de pressão e vibração. Sensores de tensão medem continuamente a deformação da pele para que o feedback tátil possa ser ajustado em tempo real para produzir uma sensação de toque o mais realista possível. O trabalho dos cientistas acaba de ser publicado na Soft Robotics.

"Esta é a primeira vez que desenvolvemos uma pele artificial totalmente macia, onde sensores e atuadores são integrados, "diz Harshal Sonar, o principal autor do estudo. "Isso nos dá controle de malha fechada, o que significa que podemos modular com precisão e confiabilidade a estimulação vibratória sentida pelo usuário. Isso é ideal para aplicações vestíveis, como para testar a propriocepção de um paciente em aplicações médicas. "

Haptics imprensada entre camadas de silicone

A pele artificial contém atuadores pneumáticos macios que formam uma camada de membrana que pode ser inflada bombeando ar para dentro dela. Os atuadores podem ser ajustados para diferentes pressões e frequências (até 100 Hz, ou 100 impulsos por segundo). A pele vibra quando a camada de membrana é inflada e desinflada rapidamente. Uma camada de sensor fica no topo da camada de membrana e contém eletrodos macios feitos de uma mistura de gálio líquido-sólido. Esses eletrodos medem a deformação da pele continuamente e enviam os dados para um microcontrolador, que usa esse feedback para ajustar a sensação transmitida ao usuário em resposta aos movimentos do usuário e às mudanças nos fatores externos.

A pele artificial pode ser esticada até quatro vezes seu comprimento original por até um milhão de ciclos. Isso o torna particularmente atraente para uma série de aplicações do mundo real. Por enquanto, os cientistas o testaram nos dedos dos usuários e ainda estão fazendo melhorias na tecnologia.

"O próximo passo será desenvolver um protótipo totalmente vestível para aplicações em reabilitação e realidade virtual e aumentada, "diz Sonar." O protótipo também será testado em estudos neurocientíficos, onde pode ser usado para estimular o corpo humano enquanto os pesquisadores estudam a atividade cerebral dinâmica em experimentos de ressonância magnética. "