E-skin macio que se comunica com o cérebro

Pesquisadores da Universidade de Stanford desenvolveram uma pele digital que pode converter sensações como calor e pressão em sinais elétricos que podem ser lidos por eletrodos implantados no cérebro humano.

Embora essa capacidade tenha sido desenvolvida anos antes, os componentes necessários na época para converter sinais digitais eram rígidos e difíceis de manejar.

Esta nova e-skin é macia como, bem, a pele. Os elementos de conversão são perfeitamente incorporados à pele, que mede algumas dezenas de nanômetros de espessura.

O desenvolvimento promete uma interação mais natural entre membros protéticos baseados em IA e o cérebro. Também é um passo à frente nos esforços para construir robôs que possam “sentir” as sensações humanas, como dor, pressão e temperatura. Isso permitiria que robôs trabalhando com vítimas de acidentes, por exemplo, se relacionassem melhor com sinais de conforto ou angústia.

“Nosso sonho é fazer uma mão inteira onde tenhamos vários sensores que possam detectar pressão, tensão, temperatura e vibração”, diz Zhenan Bao, professor de engenharia química da Universidade de Stanford, que trabalhou no projeto. “Então seremos capazes de fornecer um verdadeiro tipo de sensação.”

Os pesquisadores disseram que uma das principais razões pelas quais as pessoas renunciam ao uso de próteses é que a falta de feedback sensorial parece antinatural e as deixa desconfortáveis.

A e-skin foi testada pela primeira vez nas células cerebrais de ratos. Os animais contraíram as pernas quando seus córtex foram estimulados. A extensão da contração correspondeu a níveis variados de pressão.

“A pele eletrônica eliminaria a fronteira entre o corpo vivo e os componentes da máquina”, disseram os pesquisadores.

Seu relatório, “A fronteira desaparecendo entre o organismo e a máquina”, apareceu na revista Ciência essa semana.

Um dos primeiros desafios foi criar um e-skin flexível que pudesse funcionar em baixa voltagem. Os primeiros esforços exigiam 30 volts. Ao criar transistores de efeito de campo extensíveis e transistores sinápticos de estado sólido, a equipe conseguiu reduzir a tensão necessária e obter maior eficiência.

“Esta nova e-skin funciona com apenas 5 volts e pode detectar estímulos semelhantes à pele real”, disse Weichen Wang, autor do artigo que trabalhou no projeto por três anos. “Ele fornece desempenho elétrico – como acionamento de baixa tensão, baixo consumo de energia e integração de circuito moderada – comparável ao dos transistores de poli-silício.”

Um desenvolvimento relacionado foi anunciado por cientistas da Universidade de Edimburgo em março passado. Eles criaram uma e-skin composta por uma fina camada de silicone embutida com fios e detectores de sensibilidade “para dar aos robôs macios a capacidade de detectar coisas a apenas milímetros de distância, em todas as direções, muito rapidamente”, de acordo com Yunjie Yang, que lidera a universidade estudo da equipe.

Um comunicado de imprensa da universidade afirmou que o desenvolvimento “dá aos robôs pela primeira vez um nível de autoconsciência física semelhante ao de pessoas e animais”.

© 2023 Science X Network