O sensor óptico imita o toque humano

Construído usando guias de ondas poliméricos incorporados em silicone, a tecnologia pode transformar robótica, próteses e vestidos de próxima geração, dando às máquinas uma sensação tátil que rivaliza com o toque humano.



Pesquisadores do Japão revelaram um sensor de toque óptico flexível que pode medir a localização e a força da pressão, marcando um salto em potencial para robótica, próteses e eletrônicos vestíveis.Relatado no Optics Express, o sensor fino da bolacha atinge alta sensibilidade e estabilidade, oferecendo uma interface tátil que imita o sentido diferenciado do toque humano.


O dispositivo, desenvolvido por uma equipe da Universidade Keio, usa borracha de silicone incorporada com vários guias de ondas ópticos de polímero.Ao contrário dos projetos convencionais que dependem de um único caminho de entrada e saída, essa abordagem multicanal permite que o sensor identifique a pressão em vários pontos simultaneamente.Com apenas 500 mícrons de espessura e medindo 5 x 1,5 centímetros, o protótipo demonstrou uma resolução espacial de cerca de 1,5 mm-fino o suficiente para detectar pressão no nível da ponta da ponta, semelhante a tocar em uma tela de smartphone.

A inovação depende do método de fabricação de mosquitos da equipe, que usa uma seringa para injetar resina em uma folha de polímero líquido antes da cura UV.Esse processo permite a fiação 3D de guias de ondas ópticos dentro de PDMs flexíveis (polidimetilsiloxano), criando caminhos de luz finos que se dobram quando a pressão é aplicada.As mudanças resultantes na intensidade da luz revelam a força e a posição do toque.

Os testes mostraram o sensor reagindo em 33 milissegundos, mantendo a sensibilidade entre 8,7 e 10,9 dB/MPa e provando o uso resiliente sobre o uso repetido.Ao contrário dos projetos anteriores que incorporam fibras de vidro rígidas, essa abordagem oferece sensibilidade ajustável e maior flexibilidade do projeto.Os pesquisadores prevêem expandir a tecnologia para estruturas de guia de ondas cruzadas 3D, melhorando a resolução e dimensionando-a para superfícies táteis maiores e de alta densidade.Além da robótica e das próteses, as aplicações em potencial variam de ferramentas cirúrgicas que detectam textura do tecido a dispositivos vestíveis com feedback de pressão em tempo real.


À medida que a sensação tátil se torna central para as interfaces de próxima geração, esse avanço ressalta uma mudança: as máquinas podem em breve "sentir" com precisão sem precedentes, embaçando a linha entre toque artificial e humano."Ao criar vários canais ópticos, estamos abrindo a porta para sensores táteis escaláveis ​​e altamente adaptáveis", disse o líder do projeto Takaaki Ishigure.Essa tecnologia, explicou, poderia conceder aos robôs toque de precisão para uma colaboração mais segura de humano-robô ou fornecer aos usuários protéticos feedback mais próximos da sensação natural.