Material que muda de cor ao ser tocado pode dar tato humano a robôs

Material que muda de cor ao ser pressionado permite que robôs detectem toques em tempo real com mais precisão e menos processamento

Embora os robôs modernos já sejam capazes de interpretar o ambiente com grande precisão utilizando câmeras e diversos sensores visuais, eles ainda apresentam limitações para reproduzir o sentido do tato humano. Um estudo publicado na revista Science Advances propõe uma solução para esse desafio ao criar um material flexível que altera sua cor quando recebe pressão, permitindo que máquinas identifiquem toques em tempo real sem a necessidade de processamento complexo.

A pesquisa foi conduzida por Giacomo Sasso, pesquisador de pós-doutorado da Queen Mary University of London (QMUL). De acordo com os autores, a tecnologia converte diretamente a pressão exercida sobre o material em padrões de cores, possibilitando medições rápidas e detalhadas. A inovação pode favorecer aplicações em áreas como cirurgias, próteses e processos de fabricação de alta precisão, nos quais pequenas diferenças de força são fundamentais.

Material transforma pressão em cores para dar tato aos robôs
O funcionamento desse sistema não utiliza pigmentos nem corantes para produzir as mudanças de cor. A alteração ocorre devido à própria estrutura microscópica do material, em um fenômeno conhecido na física como cor estrutural.

No interior da película há camadas organizadas em padrões menores que a espessura de um fio de cabelo. Essas estruturas refletem comprimentos específicos de onda da luz e, quando recebem pressão, aproximam-se umas das outras, modificando a cor refletida na região pressionada.

Essa propriedade faz com que a força aplicada sobre a superfície possa ser observada de forma imediata, dispensando reconstruções realizadas por softwares, etapa que normalmente provoca atrasos nos sensores convencionais.

Câmera comum registra o mapa de pressão
Para identificar os toques, os pesquisadores empregaram apenas uma câmera USB de baixo custo instalada abaixo do material. O sistema foi projetado para possibilitar que robôs percebam o tato de maneira rápida e precisa. A câmera registra continuamente as alterações de cor e gera, em tempo real, um mapa da pressão aplicada sobre a superfície.

Durante os experimentos, a tecnologia conseguiu reproduzir detalhes extremamente pequenos, como os relevos presentes em uma moeda. Em outro teste, a superfície registrou com clareza as cristas de uma impressão digital, alcançando um nível de detalhamento que, de acordo com os pesquisadores, sensores anteriores não eram capazes de obter.

“Não estamos apenas detectando o toque; estamos visualizando sua dinâmica”, afirmou Sasso ao Earth.com. Em tradução livre, o pesquisador explicou que a tecnologia vai além de identificar o contato, permitindo acompanhar em tempo real a forma como ele acontece.

Proposta elimina uma etapa de processamento
Em sistemas tradicionais de tato baseados em visão, a deformação de um gel macio é registrada e depois interpretada por algoritmos que reconstruem a forma e a intensidade do contato. Esse procedimento demanda maior poder computacional e pode aumentar o tempo de resposta.

Na nova estratégia, a própria superfície fornece a informação necessária por meio das alterações de cor. Dessa forma, não é preciso reconstruir os dados posteriormente, o que pode tornar a percepção tátil dos robôs mais rápida e eficiente.

Segundo Sasso, essa abordagem se aproxima do conceito de inteligência embarcada, em que a capacidade de detecção passa a estar incorporada ao próprio material, simplificando o funcionamento do sistema.

Tecnologia pode beneficiar robôs, próteses e cirurgias
Os pesquisadores afirmam que uma das utilizações mais promissoras da tecnologia está em garras robóticas destinadas à manipulação de objetos pequenos e sensíveis. Nesse caso, o sensor poderia indicar instantaneamente quando a força aplicada estivesse próxima do limite capaz de causar danos ao componente.

Na área médica, o material também tem potencial para tornar próteses mais sensíveis ao toque e oferecer informações adicionais a instrumentos cirúrgicos. Segundo os autores, pequenas diferenças de rigidez entre tecidos saudáveis e possíveis tumores poderiam ser transformadas em alterações visíveis de cor durante um procedimento.

Apesar dos resultados animadores, Sasso ressalta que a tecnologia ainda se encontra em estágio inicial. “Claro, ainda se trata de um protótipo, portanto há muito trabalho de engenharia a ser feito antes que possamos pensar em uma aplicação comercial ou clínica”, afirmou ao Earth.com. De acordo com ele, ainda serão necessários diversos avanços de engenharia antes que o material possa ser comercializado ou utilizado em ambientes clínicos.

Fonte: Olhar Digital