Início Notícias Tecnologia

À flor da pele

Nos últimos 15 anos, um investigador japonês tem trabalhado numa pele biónica para aproximar os robots dos humanos, mas o resultado logra ter diversas aplicações, nomeadamente no campo da saúde, onde poderá permitir um diagnóstico precoce de tumores e contribuir para cirurgias mais rápidas e seguras.

A pele é o maior órgão do corpo humano, agindo como uma porta entre o cérebro e o resto do mundo. Se a pele pudesse comunicar o que se passa dentro do corpo humano, poderia ajudar cirurgiões, dar alertas quando o corpo vai ficar doente ou até diagnosticar doenças simplesmente através do sentido do toque. Um cenário que o cientista Takao Someya, da Universidade de Tóquio, quer tornar realidade.

Someya inventou uma pele biónica, ou eletrónica (e-pele), com o potencial de dar novos poderes de sensibilidade aos humanos. É leve como uma pena, no entanto é praticamente indestrutível e pode mudar a medicina. O investigador está empenhado num futuro em que os médicos usam uma luva à medida feita com a sua tecnologia que pode detetar o mais pequeno tumor no peito de uma mulher, simplesmente através da palpação. Isso iria reduzir a necessidade de ecografias e poderia potencialmente detetar os tumores mais cedo, durante consultas de rotina. As possibilidades são muitas.

Estas “e-peles”, quer sejam tatuadas no nosso corpo ou cosidas às nossas roupas, podem também ser usadas para monitorizar os nossos sinais vitais e até ajudar os médicos a antecipar futuros ataques cardíacos.

Contudo, esta visão começou com robots, não humanos. «Imaginei esta cena futurista onde, ao cumprimentar com um aperto de mão uma pessoa, um robot conseguisse detetar a sua emoção – como paixão ou tristeza», explicou Takao Someya à CNN. Criar e-peles para robots, pensou, podia ser uma nova tendência de investigação fora da área saturada da eletrónica mais comercial, que na altura, há 15 anos, se focava na miniaturização ou em fazer máquinas mais rápido.

Hoje a visão parece menos futurista quando comparada com a tecnologia que tinha inicialmente pensado. «No início dos anos 2000, quando comecei, a eletrónica flexível estava a tornar-se popular, mas a maior parte das pessoas estava a tentar desenvolver papel eletrónico», afirmou o professor de engenharia eletrónica. «Eu queria fazer algo fora do mainstream», acrescentou. O objetivo último, o sonho, era harmonizar humanos e robots.

Já existia pele artificial, mas não era muito boa. As que eram capazes de detetar temperatura e pressão não eram flexíveis – eram materiais eletrónicos rígidos que tinham alguma funcionalidade. Eram ainda demasiado caras para serem produzidas em grandes quantidades para cobrir um robot.

Someya queria resolver estas limitações, mas a tarefa não era fácil. A pele humana é extremamente complicada e nada simples de imitar. Quando “desembrulhado”, o adulto médio tem cerca de 1,9 metros quadrados de pele, com cerca de dois milhões de recetores de dor. O investigador sabia que ligar dois milhões de sensores num circuito iria acabar com a flexibilidade de qualquer pele biónica. Por isso, em 2003 começou a trocar materiais eletrónicos rígidos – como silicone – por materiais orgânicos e flexíveis.

Primeiro ligou sensores com a capacidade de detetar pressão e temperaturas entre 30º C e 80º C, com semicondutores orgânicos naturalmente suaves e biocompatíveis – o material ideal para a e-pele. Depois colocou estes materiais sobre um sistema de grelha tipo “matriz ativa” tradicionalmente usada em ecrãs LCD, permitindo que cada sensor tivesse um endereço que podia ser localizado na grelha, o que evita a necessidade de fios.

Enquanto alguns dos colegas de Someya estavam a colocar os sensores sobre superfícies rígidas, como vidro ultrafino e folhas de aço, a sua equipa escolheu filmes de plástico, que permitiam que pudessem ser enrolados à volta dos dedos finos de metal do robot sem se partir – tornou-se na primeira pele biónica ultrafina e flexível do mundo.

Apesar do sucesso, havia ainda um grande problema: a e-pele não tinha elasticidade. Ao ter conhecimento de uma investigação liderada pelo professor Sigurd Wagner na Universidade de Princeton nos EUA, que estava a fazer peles biónicas em superfícies de borracha, mais elástica, a equipa de Someya começou a imprimir as suas grelhas de sensores em filmes plásticos, que eram depois laminados sobre um substrato pré-esticado de borracha.

Quando a borracha era libertada, o filme de plástico encolhia e engelhava – tal como a pele – e quando a borracha era esticada novamente, o plástico conseguia expandir-se. O material foi ainda capaz de dobrar nas articulações do robot. Esta rede eletrónica era agora capaz de ser esticada até 250% e ser largada de uma altura de um metro sem se partir. «Foi realmente um grande passo para nós», reconheceu o investigador.

Quanto mais fino se torna o plástico da pele biónica, mais resistente se torna e entre 2005 e 2013, Someya e a sua equipa trabalharam para criar e-peles cada vez mais finas, até que chegaram a uma espessura de um micrómetro – um décimo da espessura dos filmes de plástico usados habitualmente. E tem agora um nível de sensibilidade comparável à pele humana. «Nessa altura percebemos que a e-pele não devia ficar limitada aos robots. Começámos a colocar o filme ultrafino na superfície da pele humana», referiu.

A ascensão dos humanos supersensíveis

Em 2014, a equipa colocou a pele biónica sobre o coração de um rato durante três horas numa cirurgia. Ao fazer o eletrocardiograma (o registo da atividade elétrica no coração) com sinais de boa qualidade, a pele inteligente foi capaz de detetar a posição de um defeito no coração do rato.

«Este tipo de técnica pode ser usada em humanos no futuro», acredita Someya. Aplicar e-peles permite colocar o coração com menos pressão do que os elétrodos tradicionais.

Zhenan Bao, professor de engenharia química na Universidade de Stanford, está a desenvolver materiais biodegradáveis que podem significar que as peles biónicas colocadas no corpo não necessitariam de ser retiradas. «Dispositivos médicos implantáveis podem potencialmente medir a corrente elétrica no coração, o tamanho de certos órgãos e como mudam com o tempo. Podem medir a pressão no cérebro», referiu Bao à CNN.

Em 2015, a equipa de Bao publicou um estudo que sugere que sensores de proximidade ultrassónicos – já testados em robots, para impedirem que estes choquem contra objetos – podem ser usados para detetar pequenos tumores dentro do corpo que a pele humana não consegue sentir. «Um médico a usar uma luva de pele biónica com este tipo de sensores pode potencialmente detetar um tumor dentro da mama de uma paciente, já que tem uma densidade diferente no tecido», sublinhou.

Já no início deste ano, a equipa de Someya revelou uma e-pele que consegue monitorizar os níveis de oxigénio. As leituras são mostradas através de elementos microeletrónicos que se acendem em vermelho, verde ou azul. Uma pele biónica superfina colocada na mão pode torná-la num ecrã digital para ver informação e pode até ser adaptada para fins mais comerciais, como ver conteúdos multimédia.

Outra aplicação para as peles biónicas pode ser melhorar as capacidades das próteses atuais. Se colocadas no braço de um humano, a pele inteligente pode detetar sinais do cérebro e, potencialmente, transmitir sinais para levar um braço prostético a mexer-se.

As oportunidades, acreditam os investigadores, são infinitas – e não apenas no campo da medicina, já que existe igualmenye um enorme potencial no mundo dos jogos e dos cuidados de saúde e bem-estar.

Além da medicina

Em novembro do ano passado, Takao Someya convidou Ichiro Amimori – um dos membros da sua equipa – a lançar uma spin-off para o trabalho realizado e na feira de tecnologia CES 2016, Amimori revelou fatos de captam movimentos para utilização em jogos de realidade virtual. Laváveis na máquina, os fatos têm sensores que monitorizam o movimento, a respiração e a temperatura do corpo, graças à sua integração no tecido.

«Um jogador pode controlar um jogo de boxe só com os seus próprios movimentos», explicou Amimori. A equipa também desenvolveu fatos com sensores para crianças, permitindo que os pais monitorizem os movimentos da criança quando não estão no mesmo compartimento.

«Neste momento estes produtos estão na fase de protótipos, ainda são bastante futuristas», admitiu Amimori. «Mas estão a chegar. Temos um roadmap para trazer a ciência de Someya para o mundo real», acrescentou.

Desde a sua descoberta, Someya diz que o campo das peles biónicas explodiu, com equipas em todo o mundo a trabalhar para eliminar as restantes barreiras para as tornar usáveis. Mas os seus sonhos de levar a tecnologia mais longe continuam e está atualmente a regressar ao seu objetivo inicial de unir humanos com a tecnologia. «O objetivo último, o nosso sonho, é harmonizar humanos e robots ao dar uso completo à eletrónica maleável», afirmou. «Para que os humanos fiquem mais próximos dos robots e os robots fiquem mais próximos dos humanos», concluiu.