Engenheiros no Japão estão tentando fazer com que os robôs imitem aquela expressão particularmente humana – o sorriso.
Eles criaram uma máscara facial a partir de células da pele humana e a anexaram a robôs com uma técnica inovadora que esconde a ligação e é flexível o suficiente para virar uma careta ou um sorriso mole.
O efeito é algo entre a máscara aterrorizante de Hannibal Lecter e o boneco de argila Gumby.
Mas os cientistas dizem que os protótipos abrem caminho para robôs mais sofisticados, com uma camada externa elástica e durável o suficiente para proteger a máquina e fazê-la parecer mais humana.
Além da expressividade, o “equivalente à pele”, como chamam os pesquisadores, que é feito de células vivas da pele em laboratório, pode deixar cicatrizes, queimar e também se autocurar, segundo um estudo publicado em 25 de junho na revista Cell Reports Physical Science.
“Rostos e expressões semelhantes aos humanos melhoram a comunicação e a empatia nas interações humano-robô, tornando os robôs mais eficazes em funções de cuidados de saúde, serviços e companhia”, disse Shoji Takeuchi, professor da Universidade de Tóquio e principal pesquisador do estudo, em um comunicado. e-mail.
A pesquisa ocorre no momento em que os robôs estão se tornando mais onipresentes no chão de fábrica.
Havia 3,9 milhões de robôs industriais trabalhando em linhas de montagem de automóveis e eletrônicos e outros ambientes de trabalho em 2022, de acordo com a Federação Internacional de Robótica.
Um subconjunto do estoque total de robôs inclui os chamados humanoides, máquinas projetadas com dois braços e duas pernas que lhes permitem trabalhar em ambientes construídos para trabalhadores humanos, como fábricas, mas também em hospitalidade, assistência médica e educação.
Carsten Heer, porta-voz da federação, disse que os humanóides eram “uma área excitante de desenvolvimento”, mas que a adoção no mercado de massa seria complexa e poderia ser limitada pelo custo.
Ainda assim, em outubro de 2023, o governo chinês anunciou uma meta de humanóides produzidos em massa até 2025, o que previu que aumentaria enormemente a sua produtividade industrial.
Durante décadas, engenheiros robóticos fizeram experiências com materiais, na esperança de encontrar algo que pudesse proteger o maquinário complexo de um robô, mas que fosse macio e leve o suficiente para uma ampla gama de usos.
Se a superfície de um robô ficar amassada ou arranhada, isso pode levar ao mau funcionamento da máquina, tornando a capacidade de auto-reparo uma “característica crítica” para robôs humanóides, disseram os pesquisadores no artigo.
O novo método de fixação de pele avança o campo emergente da robótica “biohíbrida”, que integra engenharia mecânica com engenharia genética e de tecidos, disse Kevin Lynch, diretor do Centro de Robótica e Biossistemas da Universidade Northwestern.
“Este estudo é uma contribuição inovadora para o problema de ancoragem da pele artificial ao material subjacente”, disse o professor Lynch, acrescentando que “a pele viva pode nos ajudar a alcançar o Santo Graal da autocura da pele em robôs biohíbridos”.
Ele acrescentou que o estudo não aborda como a pele dos robôs se auto-reparará sem suporte externo.
Para estes robôs, o desafio dos materiais estende-se à verossimilhança – encontrar formas de imbuir a máquina com características que a façam parecer e comportar-se mais como um ser humano, como a capacidade de sorrir.
Cientistas, incluindo o professor Takeuchi e seus colegas da Universidade de Tóquio, trabalham há anos com pele humana produzida em laboratório.
Em 2022, a equipe de pesquisa desenvolveu um dedo robótico coberto por pele viva, permitindo que o dedo da máquina se dobre como um dedo humano, dando-lhe tato para executar tarefas potencialmente mais precisas.
A equipe do professor Takeuchi tentou ancorar a pele com miniganchos, mas eles causaram rasgos à medida que o robô se movia. Então a equipe decidiu imitar os ligamentos, as minúsculas cordas de tecido solto que conectam os ossos.
Os membros da equipe perfuraram pequenos furos em forma de V no robô e aplicaram um gel contendo colágeno, que tampou os furos e prendeu a pele artificial ao robô.
“Essa abordagem integra robôs rígidos tradicionais com peles biológicas e macias, tornando-os mais 'humanos'”, disse Yifan Wang, professor assistente da escola de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, que pesquisa “robôs macios” que imitam criaturas biológicas.
A ligação da pele também dá ao robô biohíbrido o potencial de sensação, levando a ciência um passo mais perto da fantasia da ficção científica.
“Isso poderia criar oportunidades para o robô detectar e interagir com segurança com os humanos”, disse o professor Wang.
Os rostos dos robôs com pele artificial do laboratório do professor Takeuchi não têm capacidade de sentir toque, mudanças de temperatura ou outros estímulos externos.
O professor Takeuchi disse que esse é seu próximo alvo de pesquisa.
“Nosso objetivo é criar uma pele que imite de perto a funcionalidade da pele real, construindo gradualmente componentes essenciais, como vasos sanguíneos, nervos, glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas e folículos capilares”, disse ele.
No lugar dos sistemas neurais que transmitem sensações no corpo humano, a eletrônica de um robô precisaria alimentar um sinal de sensor — um desenvolvimento que, segundo o professor Wang, exigiria muito mais tempo e pesquisa.
