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Pesquisadores do Instituto de Robótica e Inteligência de Máquinas de Munique (MIRMI) da Universidade Técnica de Munique (TUM) desenvolveram um processo automático para fazer sensores macios. Essas células de medição universais podem ser anexadas a quase qualquer tipo de objeto. Aplicações são previstas especialmente em robótica e próteses.
“Detectar e sentir nosso ambiente é essencial para entender como interagir com ele de forma eficaz”, diz Sonja Groß. Um fator importante para interações com objetos é a sua forma. “Isso determina como podemos realizar determinadas tarefas”, diz o pesquisador do Instituto de Robótica e Inteligência de Máquinas de Munique (MIRMI) da TUM. Além disso, as propriedades físicas dos objetos, como sua dureza e flexibilidade, influenciam como podemos agarrá-los e manipulá-los, por exemplo.
Mão artificial: interação com o sistema robótico
O Santo Graal em robótica e próteses é uma emulação realista das habilidades sensório-motoras de uma pessoa, como as de uma mão humana. Na robótica, os sensores de força e torque são totalmente integrados na maioria dos dispositivos. Esses sensores de medição fornecem feedback valioso sobre as interações do sistema robótico, como uma mão artificial, com seus arredores. No entanto, os sensores tradicionais têm sido limitados em termos de possibilidades de personalização. Nem podem ser anexados a objetos arbitrários. Resumindo: até agora, não existia nenhum processo para produzir sensores para objetos rígidos de formas e tamanhos arbitrários.
Nova estrutura para sensores suaves apresentada pela primeira vez
Este foi o ponto de partida para a pesquisa de Sonja Groß e Diego Hidalgo, que eles apresentaram agora na conferência de robótica ICRA em Londres. A diferença: um material macio semelhante à pele que envolve os objetos. O grupo de pesquisa também desenvolveu uma estrutura que automatiza amplamente o processo de produção dessa pele. Funciona da seguinte forma: “Usamos software para construir a estrutura dos sistemas sensoriais”, diz Hidalgo. “Em seguida, enviamos essas informações para uma impressora 3D onde nossos sensores de software são feitos”. A impressora injeta uma pasta preta condutora no silicone líquido. O silicone endurece, mas a pasta é envolvida por ele e permanece líquida. Quando os sensores são espremidos ou esticados, sua resistência elétrica muda. “Isso nos diz quanta força de compressão ou alongamento é aplicada a uma superfície. Usamos esse princípio para obter uma compreensão geral das interações com objetos e, especificamente, para aprender como controlar uma mão artificial interagindo com esses objetos”, explica Hidalgo. O que diferencia seu trabalho: os sensores embutidos em silício se ajustam à superfície em questão (como dedos ou mãos), mas ainda fornecem dados precisos que podem ser usados para a interação com o ambiente.
Novas perspectivas para a robótica e especialmente para a prótese
“A integração desses sensores macios semelhantes à pele em objetos 3D abre novos caminhos para a detecção háptica avançada em inteligência artificial”, diz o Diretor Executivo do MIRMI, Prof. Sami Haddadin. Os sensores fornecem dados valiosos sobre forças compressivas e deformações em tempo real – fornecendo assim feedback imediato. Isso expande o alcance da percepção de um objeto ou de uma mão robótica — facilitando uma interação mais sofisticada e sensível. Haddadin: “Este trabalho tem o potencial de provocar uma revolução geral em setores como robótica, próteses e interação homem/máquina, tornando possível criar tecnologia de sensor sem fio e personalizável para objetos e máquinas arbitrárias”.
Vídeo mostrando todo o processo: https://youtu.be/i43wgx9bT-E
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