Uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual de Washington, nos Estados Unidos, anunciou o desenvolvimento de uma nova pele eletrônica capaz de detectar com alta precisão parâmetros como pressão e temperatura. A inovação, registrada na revista científica Cell Reports Physical Science nesta quarta-feira, 19 de outubro de 2023, apresenta avanços significativos na área de sensores para próteses, podendo futuramente contribuir para que amputados recuperem sensibilidade tátil em suas próteses, melhorando sua qualidade de vida.
A pele robótica criada pelos cientistas possui uma capacidade de detecção dez vezes superior aos sensores atualmente disponíveis no mercado, especialmente aqueles utilizados em luvas de simulação tátil. Segundo Hongyi Shen, estudante de pós-graduação na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da universidade e um dos autores do estudo, essa tecnologia tem potencial para democratizar a produção de peles eletrônicas de grau médico, tornando o feedback sensorial avançado acessível para uso clínico em larga escala.
Embora existam modelos de pele eletrônica no mercado, muitos apresentam limitações como alto custo, baixa resolução de detecção e dificuldades de adaptação ao corpo humano, cobrindo apenas pequenas áreas. Além disso, a quantidade de dados gerada pelos sensores pode comprometer o funcionamento dos dispositivos, uma vez que há uma necessidade de equilibrar conforto, confiabilidade mecânica e desempenho técnico. Shen explica que, frequentemente, esses dispositivos precisam fazer concessões nesse sentido, o que limita sua eficiência e aplicabilidade.
Para superar esses obstáculos, os pesquisadores desenvolveram um sistema de sensores personalizáveis para próteses, que reproduz com maior fidelidade algumas das capacidades sensoriais da pele humana. Os módulos, compostos por camadas finas contendo sensores de pressão e temperatura, são capazes de detectar texturas e identificar propriedades de materiais de modo semelhante ao tato natural. A fabricação desses sensores combina técnicas de escaneamento, modelagem tridimensional e impressão 3D, permitindo que os sensores sejam moldados de acordo com o formato específico de cada prótese, além de facilitar a coleta de dados detalhados durante o processo de produção personalizada.
De acordo com Kaiyan Qiu, Professor Assistente na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais e autor correspondente do estudo, o sistema de sensoriamento é mapeado com base na geometria da prótese por meio de escaneamento, o que garante uma cobertura precisa e integral da área de interesse. “O scanner captura a geometria da prótese, e, com base nela, posicionamos nossos sensores de forma a criar um sistema de sensoriamento multimodal que acompanha toda a superfície”, explica Qiu. Como resultado, os sensores oferecem alta densidade de medições de pressão e temperatura, mesmo em superfícies curvas ou planas, sem a necessidade de adesivos, pois os módulos se encaixam como peças de Lego, facilitando a instalação.
A fabricação simplificada, que combina impressão 3D e corte a laser, também contribui para a redução de custos, tornando a tecnologia mais acessível e prática para aplicação clínica. Além disso, os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de um atuador capaz de converter os sinais captados pela pele eletrônica em estímulos que possam ativar nervos próximos, com o objetivo de que pessoas amputadas possam reconhecer o que estão tocando, de modo semelhante ao tato natural.
Shen, que também participa do programa NRT-LEAD, destacou sua motivação pessoal para o projeto, motivada pelo interesse em reabilitação e trabalho com sensores e impressão 3D. Segundo ele, a tecnologia desenvolvida tem potencial para proporcionar uma melhora significativa na vida de amputados, oferecendo uma solução que combina precisão, acessibilidade e inovação tecnológica. O avanço representa um passo importante na busca por próteses mais sensíveis e integradas ao corpo humano, com possibilidades de aplicação clínica mais ampla no futuro próximo.
