Pesquisadores Desenvolvem Eletrodo Macio e Elástico que Simula Sensações de Toque com Sinais Elétricos. Uma equipe de cientistas liderada pela Universidade da Califórnia em San Diego (UC San Diego) desenvolveu um inovador dispositivo eletrônico capaz de simular sensações de toque, como pressão e vibração, quando aplicado sobre a pele. Este avanço, detalhado em um artigo na revista Science Robotics, representa um marco significativo na criação de tecnologias hápticas que prometem reproduzir uma variedade mais ampla e realista de sensações táteis. O dispositivo é constituído por um eletrodo macio e elástico, acoplado a um adesivo de silicone, que pode ser aplicado na ponta dos dedos ou no antebraço. Este eletrodo, que entra em contato direto com a pele, é conectado a uma fonte de alimentação externa por meio de fios.
Ao passar uma corrente elétrica suave através da pele, o dispositivo é capaz de gerar sensações de pressão ou vibração, variando conforme a frequência do sinal. “Nosso objetivo é criar um sistema vestível que possa fornecer uma ampla gama de sensações de toque usando sinais elétricos – sem causar dor para o usuário”, explicou Rachel Blau, co-primeira autora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado em nanoengenharia na Escola de Engenharia Jacobs da UC San Diego. Atualmente, as tecnologias de simulação tátil que utilizam estimulação elétrica frequentemente causam desconforto, devido ao uso de eletrodos metálicos rígidos que não se adaptam bem à pele.
As lacunas de ar entre esses eletrodos e a pele podem resultar em correntes elétricas dolorosas. Para superar esse desafio, Blau e sua equipe, sob a liderança de Darren Lipomi, professor do Departamento de Engenharia Química e Nanoengenharia da UC San Diego, desenvolveram um eletrodo que se ajusta perfeitamente à pele. Este eletrodo é fabricado a partir de um material polimérico inovador, criado a partir da combinação de dois polímeros existentes: o PEDOT:PSS, um polímero rígido e condutor, e o PPEGMEA, um polímero macio e elástico. “Ao otimizar a proporção desses blocos de construção de polímeros, projetamos molecularmente um material que é ao mesmo tempo condutor e esticável”. Cortado a laser em um design de mola concêntrica, o eletrodo é fixado a um substrato de silicone.
“Esse design aumenta a elasticidade do eletrodo e garante que a corrente elétrica atinja um local específico na pele, proporcionando uma estimulação localizada que evita qualquer dor”, disse Abdulhameed Abdal, estudante de doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego e co-primeiro autor do estudo. Abdal e Blau trabalharam na síntese e fabricação do eletrodo com estudantes de graduação em nanoengenharia da UC San Diego, incluindo Yi Qie, Anthony Navarro e Jason Chin. Nos testes realizados, o dispositivo foi aplicado no antebraço de 10 participantes. Em colaboração com cientistas comportamentais e psicólogos da Universidade de Amsterdã, os pesquisadores primeiro determinaram o nível mais baixo de corrente elétrica perceptível.
Em seguida, ajustaram a frequência da estimulação elétrica para que os participantes pudessem experimentar sensações de pressão ou vibração. “Descobrimos que, ao aumentar a frequência, os participantes sentiam mais vibração do que pressão”, explicou Abdal. “Isso é interessante porque, biofisicamente, nunca se soube exatamente como a corrente é percebida pela pele.” Os novos insights obtidos com esta pesquisa podem pavimentar o caminho para o desenvolvimento de dispositivos hápticos avançados, com aplicações potenciais em realidade virtual, próteses médicas e tecnologia vestível.