Nova “pele eletrónica” devolve sensação de tato a amputados

Um grupo de investigadores está a desenvolver uma pele artificial que pode interpretar sinais que são captados pelo toque humano e revolucionar as próteses.

Nos últimos anos, vários investigadores desenvolveram uma tecnologia háptica para recriar a sensação de toque. Esta tecnologia tem sido implementada em realidade virtual, telerobótica, simulações computacionais e muito mais. Mas avanços recentes na tecnologia de pele artificial podem levar a tecnologia háptica a um outro nível, permitindo que as pessoas com membros protéticos sintam novamente a sensação do toque.

A pele é o maior órgão do corpo – protege os nossos órgãos mais vulneráveis contra patógenos, detritos, radiação e outros danos. No entanto, o seu outro papel é muito mais complicado. A sensação de toque resulta de uma rede de neurónios embutidos na pele, que transmitem sinais dos pontos mais externos do nosso corpo para o sistema nervoso central. Por exemplo, quando toca no telefone, tablet ou computador, a sensação de toque resulta de uma série de sinais elétricos enviados ao cérebro. Quando esta conexão é interrompida, devido a lesões na medula espinhal ou a perda de um membro, deixa-se de ter a sensação de toque.

No entanto, essa perda pode deixar de ser mais permanente. Um grupo de investigadores, que conta com Yifan Wang da Universidade Nanyang Technological, em Singapura, apresentou recentemente uma tecnologia avançada de pele eletrónica que permite um feedback sensorial detalhado e uma interação suave com o ambiente ao nosso redor, avança o Medical Brief.

Segundo os investigadores, a pele eletrónica é macia, imitando as características físicas da pele humana, e pode ser codificada para detetar o toque, mudanças de temperatura e pressão, transmitindo todos esses estímulos de volta ao cérebro através de redes neurais artificiais. Os investigadores criaram, então, uma pele artificial que poderá devolver o quinto sentido àqueles que o perderam.

Na sua maioria, os sistemas eletónicos ainda são rígidos e inflexíveis. Nos últimos anos, surgiram materiais eletrónicos mais flexíveis, com a produção de dispositivos macios, o que permite a construção de algo como a pele eletrónica. No entanto, um problema que persistiu – mesmo os melhores materiais eletónicos flexíveis ainda exigiam uma alta voltagem (de 30 a 100 V). Um dispositivo vestível com uma voltagem tão alta representa um risco significativo para quem o utiliza.

Para resolver este problema, os investigadores desenvolveram um isolante de três camadas para adicionar à pele eletrónica para que seja fácil de usar e flexível.

“A maior dificuldade com a pele eletrônica não é detetar o contato com um objeto externo, mas sim a interpretação do cérebro em relação ao sentido e a reação a ele. Quando toca em algo quente, o seu cérebro imediatamente deteta o perigo, e você inconscientemente afasta-se instantaneamente. Isto é o feedback sensorial. A rede neural que conecta a sua pele ao seu cérebro permite uma resposta rápida ao toque, mais rápida do que podemos pensar conscientemente. Com a pele artificial, o mecanismo de feedback sensorial deve ser reconstruído”, explicam os investigadores que construíram uma rede de transistores sinápticos de estado sólido para transportar os sinais elétricos.

Após a realização de testes em animais e seres humanos para garantir a sua segurança e eficácia, a equipa de Wang concluiu que a tecnologia de pele eletrónica desenvolvida poderá ter várias aplicações. Em primeiro lugar, de forma regenerativa, poderá restaurar a sensação de toque aos quase dois milhões de amputados que existem nos Estados Unidos, bem como aos que possuem doenças ou condições pré-existentes que afetam a sua sensibilidade.

Além disso, a pele eletrónica poderá ser usada na indústria, por exemplo em máquinas operadas por humanos para melhorar a capacidade do operador ou até mesmo em robôs para receber dados e melhorar a sua operação.

Apesar de esta tecnologia ainda estar, pelo menos, a alguns anos de uma comercialização generalizada, os investigadores acreditam que, com o rápido desenvolvimento de robótica e da inteligência artificial, vamos assistir, em breve, a uma proliferação de avanços similares.