Cientistas da Universidade de Buffalo revelaram um têxtil eletrônico inovador (Têxtil eletrônico) que capacita máquinas para detectar objetos, replicando as capacidades sensoriais das mãos humanas. Essa tecnologia inovadora imita como os nervos no corpo humano percebem a pressão e a derramamento ao agarrar itens.
Jun Liu, PhD, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UB e membro do corpo docente do Instituto Renew, lidera o estudo como autor correspondente. Ele enfatiza as aplicações em potencial dessa tecnologia em vários campos. “Esse avanço pode transformar processos de fabricação, aprimorando tarefas como montagem e embalagem de produtos – essencialmente qualquer cenário em que humanos e robôs colaborem”, explicou Liu. Ele também destacou sua importância em melhorar os instrumentos cirúrgicos robóticos e os membros protéticos.
Segundo Vashin Gautham, um candidato a doutorado e o primeiro autor do estudo, “nosso sensor opera de maneira semelhante à pele humana. É flexível, altamente sensível e hábil na detecção não apenas de pressão, mas também movimentos sutis e derrapagem de objetos”. Essa inovação visa revolucionar a interação entre robôs, próteses e sistemas de máquina humana.
Os pesquisadores integraram com sucesso essa tecnologia de detecção a um par de dedos robóticos impressos em 3D, que são anexados a uma garra robótica compatível projetada por Ehsan Esfahani, PhD, professor associado do mesmo departamento. “Com esse sensor, a garra robótica pode detectar derrapagem e ajustar sua força de aderência dinamicamente, facilitando tarefas de manipulação de mão mais complexas”, observou Esfahani.
Por exemplo, quando a equipe tentou puxar um peso de cobre dos dedos robóticos, a garra imediatamente apertou sua aderência em resposta ao movimento detectado. “Esse sensor é o elemento crucial que aproxima as mãos robóticas de imitar a funcionalidade humana”, acrescentou Esfahani. O leve movimento entre o objeto e a aderência gera eletricidade de corrente direta (DC) devido ao efeito tribovoltaico, aumentando a capacidade de resposta do sensor.
Os pesquisadores mediram os tempos de resposta do sensor e os consideraram comparáveis ao toque humano. Dependendo do teste específico, o sistema respondeu dentro de 0,76 a 38 milissegundos, alinhando -se com receptores de toque humano, que normalmente respondem entre 1 e 50 milissegundos. “O sistema é notavelmente rápido e atende aos benchmarks biológicos para o desempenho humano”, comentou Liu. “Curiosamente, um deslizamento mais forte ou mais rápido resulta em uma resposta mais robusta do sensor, o que simplifica o desenvolvimento de algoritmos de controle para ações robóticas precisas”.
Olhando para o futuro, a equipe de pesquisa planeja realizar testes adicionais do sistema de detecção, incluindo a integração do aprendizado de reforço – uma técnica de inteligência artificial que poderia melhorar significativamente a destreza robótica. Este projeto recebeu apoio da Universidade no Buffalo Center of Excellence in Materials Informatics, abrindo caminho para possíveis aplicações que poderiam redefinir as interações humanas-robôs.
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