🖐️ Esta pele eletrônica permite que os robôs "sintam" dor

Enquanto a maioria dos avanços tecnológicos atuais em robótica diz respeito à inteligência artificial, desta vez foi em um registro completamente diferente que uma equipe de pesquisadores chineses trabalhou. Sua pesquisa, publicada recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), diz respeito ao desenvolvimento de uma capacidade de "sentir" dor.

Em outras palavras, com essa tecnologia, os robôs poderiam em breve adquirir uma forma de percepção da dor e uma capacidade de desenvolver reflexos autônomos, reagindo a essa dor com uma rapidez sem precedentes. Essa evolução foi possibilitada por uma interface tátil inspirada no sistema nervoso humano.

Uma resposta mais rápida que o processamento central

As peles eletrônicas atuais geralmente funcionam como redes de sensores de pressão. Elas são capazes de detectar um contato, mas a interpretação da força desse contato (e, portanto, a severidade da "lesão") é processada em uma unidade central. Esse processo, por mais rápido que seja, gera inevitavelmente uma latência entre a detecção do contato e a eventual ação. Esse atraso pode ter consequências materiais não negligenciáveis.

No ser humano, a reação a um estímulo interpretado como nocivo (batida, calor extremo, ferimento) é muito mais direta. De fato, os neurônios sensoriais da pele enviam um sinal elétrico à medula espinhal, que, por sua vez, ordena a contração muscular visando afastar a parte do corpo em questão. Esse reflexo é tão rápido que ocorre antes mesmo que o cérebro perceba a dor. Ele constitui, assim, um sistema de proteção otimizado por milhões de anos de seleção natural.

É esse sistema que os cientistas tentaram transpor. A pele neuromórfica que eles criaram gera sinais distintos de acordo com a intensidade da pressão. Se a intensidade medida estiver abaixo de um certo limiar, as informações são transmitidas ao processador principal para uma análise clássica. Caso contrário, um circuito dedicado desencadeia uma reação motora imediata.

Uma arquitetura inspirada nos seres vivos e modular

A estrutura dessa pele artificial se organiza em várias camadas. A mais externa imita a epiderme humana, oferecendo um envoltório protetor. Abaixo dessa primeira camada, uma matriz de sensores e microcircuitos desempenha o mesmo papel que as terminações nervosas e as vias de transmissão humanas. Essa camada é capaz de gerar impulsos elétricos, cuja frequência e amplitude veiculam uma informação precisa.

O sistema também integra uma função de autovigilância contínua: na ausência de contato, a pele emite a intervalos regulares impulsos fracos que são captados pelo controlador central, que interpreta assim que "tudo está bem". Esse sistema permite detectar uma falha ou uma lesão física: se os impulsos cessarem em um local específico, o robô pode localizar a área danificada e informar um operador, ao mesmo tempo em que adapta seu comportamento para compensar essa perda de sensibilidade.

Finalmente, cada seção da pele pode ser comparada a uma peça de Lego, podendo ser destacada e substituída individualmente em poucos segundos. Esse sistema evita a necessidade de reparos ou da substituição de todo o revestimento tátil, melhorando assim a robustez e a facilidade de uso a longo prazo.