Em laboratório, braço robótico sente o toque em todo o comprimento

Um braço robótico da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong consegue agora distinguir uma palmadinha de um cutucão, e consegue manter uma bola de basquetebol em equilíbrio no antebraço. O EmArm, como a equipa lhe chama, faz isto através de mais de 71 000 milímetros quadrados de pele tátil flexível que cobre o antebraço e o braço. Os resultados foram publicados na revista Nature Sensors e provêm de experiências laboratoriais lideradas pelo professor Shen Yajing e pela sua equipa no Mevita Robotics Lab.

A maioria dos robôs sente o contacto apenas onde está instalado um sensor, normalmente na garra. Fixar sensores no exterior de um membro acrescenta cablagem e fragilidade. A equipa da HKUST seguiu um caminho diferente, inspirado na estrutura «osso-músculo-pele» do corpo: colocou uma pele ótica flexível no interior do esqueleto rígido, e câmaras submilimétricas leem a forma como essa pele se deforma quando algo a toca. A abordagem ótica reduz também a cablagem complexa de que as peles eletrónicas necessitam, e a equipa afirma que é resistente a interferências eletromagnéticas, luminosas, de temperatura, de humidade e acústicas.

As medições são precisas. O EmArm atinge uma resolução espacial de 0,085 milímetros, que os investigadores comparam à da pele da ponta dos dedos humanos, e o seu limiar de discriminação de dois pontos é de 18,2 milímetros, quando a pele típica do braço humano atinge 30 a 50 milímetros. A sua fidelidade de deteção manteve-se em até 97,9 % perante cinco tipos de interferência ambiental. Um sensor aplicado sobre a estrutura de um robô pode enfraquecê-la, por isso a equipa testou também a mecânica: o braço suportou cargas de pressão superiores a 15 kg e cargas de torção de 7,35 Nm, e manteve uma precisão de reposicionamento repetida que os investigadores descrevem como comparável à dos braços convencionais.

O software é o que transforma esta pele em comportamento. O braço combina dados dos ângulos das articulações com dados de toque, extrai a localização, a área, a força e o número de pontos de contacto e transmite-os diretamente ao seu controlo de movimento. No teste do basquetebol, ajustou continuamente a postura e as forças para manter a bola estável. No teste do obstáculo, uma mão humana que entrou no trajeto, invisível para as câmaras, foi detetada pelo toque; o braço parou, avaliou se a obstrução era temporária ou permanente e replanificou a sua trajetória. Em interações sociais, reconheceu cinco tipos de toque, a carícia, o beliscão, o cutucão, a cócega e a pancada, com uma precisão de até 99,8 %, e respondeu com expressões de alegria, tristeza, curiosidade, timidez ou raiva.

E, concretamente? Por agora, a novidade é uma demonstração: um robô que continua a trabalhar em segurança quando não consegue ver o que o toca. Os investigadores afirmam que a abordagem poderia ser estendida às pernas, ao tronco e a outras partes do corpo, o que, dizem, poderia ajudar os robôs humanoides a trabalhar com mais segurança em fábricas, casas e no apoio médico. Não foram anunciados calendário, produto nem parceiro industrial. Os números provêm das experiências da própria equipa e terão de ser reproduzidos por outros grupos, em contextos reais, antes de se poder dizer até onde podem ir.