Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveram uma nova mão biônica capaz de identificar objetos por meio de um simples aperto. De acordo com o MIT News, o novo dedo robótico possui um esqueleto rígido revestido por uma camada exterior suave que contém múltiplos sensores de alta resolução incorporados sob sua "pele" transparente.
Os sensores usam uma câmera e LEDs para coletar informações visuais sobre a forma de um objeto, fornecendo detecção contínua ao longo de todo o comprimento do dedo. Cada dedo captura dados ricos em muitas partes de um objeto simultaneamente. Usando esse design, os pesquisadores construíram uma mão robótica de três dedos que poderia identificar objetos após apenas um aperto, com cerca de 85% de precisão.
Segundo a publicação, o esqueleto rígido torna os dedos fortes o suficiente para pegar um item pesado, como uma furadeira, enquanto a pele macia permite que eles segurem com segurança um item flexível, como uma garrafa plástica vazia de água, sem esmagá-lo.
Esses dedos macios e rígidos ao mesmo tempo podem ser especialmente úteis em um robô de atendimento domiciliar projetado para interagir com um indivíduo idoso. O robô poderia levantar um item pesado de uma prateleira com a mesma mão que usa para ajudar o indivíduo a tomar banho.
“Ter elementos macios e rígidos é muito importante em qualquer mão, mas também é capaz de realizar uma ótima detecção em uma área realmente grande, especialmente se quisermos considerar a realização de tarefas de manipulação muito complicadas, como as que nossas próprias mãos podem fazer. Nosso objetivo com este trabalho foi combinar todas as coisas que tornam nossas mãos humanas tão boas em um dedo robótico que pode fazer tarefas que outros dedos robóticos não podem fazer atualmente”, afirma a estudante de pós-graduação em engenharia mecânica Sandra Liu, co-autora principal de um trabalho de pesquisa sobre o dedo robótico.
Sensores táteis detalhados
O dedo robótico é composto por um endosqueleto rígido impresso em 3D que é colocado em um molde e envolto em uma “pele” de silicone transparente. Fazer o dedo em um molde elimina a necessidade de fixadores ou adesivos para manter o silicone no lugar.
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O endosqueleto de cada dedo contém um par de sensores de toque detalhados, conhecidos como sensores GelSight, embutidos nas seções superior e intermediária, sob a pele transparente. Os sensores são colocados de forma que o alcance das câmeras se sobreponha ligeiramente, dando ao dedo uma detecção contínua ao longo de todo o seu comprimento.
O sensor GelSight, baseado em tecnologia pioneira no grupo Adelson, é composto por uma câmera e três LEDs coloridos. Quando o dedo agarra um objeto, a câmera captura imagens enquanto os LEDs coloridos iluminam a pele por dentro.
Após solucionar problemas de design, os pesquisadores construíram uma mão robótica usando dois dedos dispostos em um padrão Y com um terceiro dedo como polegar oposto. A mão captura seis imagens quando agarra um objeto (duas de cada dedo) e envia essas imagens para um algoritmo de aprendizado de máquina que as usa como entradas para identificar o objeto.
Como a mão possui um sensor tátil que cobre todos os seus dedos, ela pode coletar dados táteis ricos de um único aperto. “Embora tenhamos muitos sentidos nos dedos, talvez adicionar uma palma com detecção ajudasse a tornar as distinções táteis ainda melhores”, diz Liu.
No futuro, os pesquisadores também querem melhorar o hardware para reduzir a quantidade de desgaste no silicone ao longo do tempo e adicionar mais atuação ao polegar para que ele possa realizar uma variedade maior de tarefas.
