Pele artificial ajudaria robôs e humanos

Feita de nanofios semicondutores de silício cristalizado, a pele artificial é o primeiro passo na criação de uma cobertura que tenha a habilidade de sentir e tocar objetos.

Uma pele artificial sensível ao toque ajudaria a resolver uma das principais questões da robótica: adaptar a quantidade de força necessária para segurar e manipular uma grande variedade de objetos. Por exemplo, como fazer um robô segurar um ovo sem quebrá-lo?

A longo prazo, essa chamada e-skin poderia ser usada para restaurar o senso de toque em pacientes com próteses – embora fossem necessário ainda avanços na integração dos eletrônicos com o sistema nervoso humano.

Pele de nanofios

Tentativas anteriores de desenvolver pele artificial usavam materiais orgânicos, mais flexíveis e mais fáceis de serem processados. O problema é que esses materiais são semicondutores muito ruins, o que significa que os aparelhos eletrônicos feitos deles precisariam de voltagem muito alta para operar.

Por outro lado, materiais inorgânicos, como o silício cristalizado, são excelentes condutores, porém muito inflexíveis e tendem a se quebrar.

Utilizando uma nova técnica de fabricação que deposita os nanofios em uma superfície, os pesquisadores conseguiram unir o melhor dos dois mundos: criaram fibras miniaturizadas de fios inorgânicos que podem se tornar flexíveis e dobráveis.

Eles começaram fabricando fios de germanium e silício em um tambor cilíndrico. O material foi então colocado em uma superfície grudenta. O substrato usado pode ser plástico, papel ou vidro. Conforme o tambor se movia, os nanofios eram depositados, ou “impressos”, no substrato.

Para a e-skin, os engenheiros imprimiram os nanofios em uma matriz quadrada de 7 cm de lado, com 18 por 19 pixels. Cada pixel continha um transistor feito de centenas de fios semicondutores. Os nanofios transistores foram então integrados com uma borracha sensível a pressão; toda essa matriz precisou de menos de 5 volts para operar, e continuou funcionando depois de mais de dois mil ciclos de “dobras”.

Além disso, nos testes, a pele detectou forças entre 0 e 15 kilopascals – uma variação equivalente à força necessária para digitar em um computador ou segurar um objeto.

A pesquisa foi patrocinada pela The National Science Foundation e pela DARPA, do departamento de Defesa dos Estados Unidos (Defense Advanced Research Projects Agency) e foi publicada na Nature Materials.