Com a rápida e constante evolução da inteligência artificial e de outras tecnologias, a ideia de um futuro distópico com robôs por todo o lado parece assustadoramente cada vez mais próximo. No entanto, existem alguns aspectos que ainda garantem uma certa distância entre humanos e máquinas, como, por exemplo, algumas funções sensoriais. Por meio do toque, os seres vivos são capazes de sentir calor, pressão, dor, entre outras coisas. Mas parece que isso não deve continuar sendo uma exclusividade nossa por muito tempo, já que pesquisadores do Japão estão tentando trazer isso para os robôs também.
Essa não é a primeira tentativa de induzir sensações táteis em máquinas para que elas tenham mais conhecimento sobre o ambiente ao seu redor, conforme aponta o comunicado do Japan Advanced Institute of Science and Technology. No entanto, ainda existe uma série de desafios para criar “peles” artificiais que tenham essa capacidade.
“O principal desafio está em simular a complexidade inerente da estrutura natural da pele, que tem uma densidade particularmente alta de mecanorreceptores com funções especializadas, como detecção de pressão, vibrações, temperatura e dor”, disse no comunicado o professor associado Van Anh Ho, que lidera um laboratório de tecnologia tátil no instituto. Ainda segundo ele, os estudos feitos até agora “focaram apenas no desenvolvimento de uma estrutura semelhante a uma pele com uma matriz de sensores diferentes, sem considerar a quantidade de fios, componentes eletrônicos e o risco de danos por contato frequente”.
Diante disso, Ho e seu colega Lac Van Duong decidiram criar um sistema sensorial artificial baseado em visão, que tem um baixo custo e é relativamente simples. Batizado de TacLINK, a tecnologia é capaz de processar informações táteis, determinando a força e geometria de contato (conceito matemático para calcular dinâmicas em superfícies) ao interagir com o ambiente. Os resultados desse trabalho foram publicados na IEEE Transactions on Robotics.
Antes que você imagine um robô humanoide tocando em objetos ao seu redor, saiba que a estrutura criada pelos pesquisadores é bem diferente e muito mais simples por enquanto. O TacLINK consiste em um tubo de acrílico transparente coberto com uma pele artificial que tem uma área sensorial de cerca de 500 centímetros quadrados. Para imitar a elasticidade e maciez da pele humana, os pesquisadores utilizaram borracha de silicone para fabricar a pele artificial. Além disso, o material pode ser inflado para mudar sua forma e rigidez.
O sistema de detecção artificial TacLINK pode coletar e processar informações táteis usando uma câmera estéreo (3D) e uma análise baseada em modelo de elemento finito. Crédito: Prof. Van Anh Ho/JAIST
Para evitar os problemas que outros estudos haviam encontrado, os pesquisadores optaram por colocar marcadores na superfície da pele para monitorar a sua deformação em vez de implantar os sensores e outros componentes eletrônicos dentro da pele. De acordo com o comunicado, isso resultou em uma redução nos fios, custos e probabilidades de a estrutura ser danificada.
A estrutura conta com duas câmeras coaxiais (que compartilham o mesmo eixo) posicionadas de maneira a monitorar os deslocamentos dos marcadores na pele artificial. Além disso, foi utilizado o Modelo dos Elementos Finitos (procedimento numérico comumente utilizado por softwares de simulação) para estimar a rigidez estrutural da pele. A partir desses dados coletados, os pesquisadores conseguiram reconstruir a geometria de contato e força de distribuição simultaneamente.
Os autores do estudo acreditam que a solução criada por eles pode ser aplicada em outras partes do robô, como dedos, pernas e cabeça, principalmente considerando o baixo custo e facilidade de ser produzida. O TacLINK também poderia ter aplicações importantes na medicina, permitindo que pessoas que necessitam de alguma prótese possam recuperar a sensação tátil nessas regiões. “Além disso, ele também pode ser usado para projetar vários dispositivos sensoriais na medicina, saúde e indústria. Na verdade, é especialmente adequado para o desenvolvimento de sistemas robóticos na era pós-Covid para permitir o serviço remoto com avatares robóticos”, afirmou Ho no comunicado.
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O sistema de detecção artificial TacLINK pode coletar e processar informações táteis usando uma câmera estéreo (3D) e uma análise baseada em modelo de elemento finito. Crédito: Prof. Van Anh Ho/JAIST
