Pesquisadores desenvolvem mão robótica inflável que permite sensação tátil ao usuário


Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) e da Universidade Jiao Tong de Shanghai desenvolveram uma mão robótica com um material inflável e mais barato que as demais próteses. O novo dispositivo é composto por sensores que permitem sensação tátil conforme os usuários interagem com os objetos. 

A tecnologia compreende uma mão feita em uma impressora 3D e cinco dedos infláveis, que são ligados a uma fibra que atua como os ossos, além de um sistema pneumático que permite que os dedos se flexionem e dobrem com bastante precisão. A mão protética é capaz de realizar inúmeros movimentos predeterminados, incluindo beliscar e fechar o punho, e usa sensores de eletromiografia para conectar o membro residual do usuário à prótese, assim, permitindo que os movimentos sejam baseados na intenção do usuário.

O sistema implantado no dispositivo também permite uma sensação tátil ao usuário. Os pesquisadores explicam que isso ocorre por meio de sensores de pressão em cada ponta do dedo da prótese, que se conectam com o membro residual, permitindo ao usuário sentir onde e quanta pressão está sendo exercida em cada dedo. Atualmente, o sistema incorpora quatro tipos de preensão pré-determinados, mas os pesquisadores esperam expandir os movimentos.

“Agora temos quatro tipos de ‘pegar’, mas pode haver mais, ”disse Xuanhe Zhao, um dos pesquisadores do estudo, em comunicado à imprensa do MIT. “Este design pode ser aprimorado, com melhor tecnologia de decodificação, matrizes mioelétricas de alta densidade e uma bomba mais compacta que pode ser usada no pulso. Também queremos personalizar o design para produção em massa, para que possamos traduzir a tecnologia robótica suave para beneficiar a sociedade”, enfatiza.

A expectativa dos pesquisadores é de que a tecnologia possa levar a dispositivos neuroprotéticos acessíveis e viáveis, sobretudo para amputados em regiões de baixa renda ao redor do mundo.

As neuropróteses são equipamentos que permitem substituir certas funcionalidades dos nervos, isto é, eles ajudam pacientes a recuperar os sentidos de algum membro do corpo afetado. De acordo com os pesquisadores, os dispositivos neuroprotéticos podem detectar a intenção de movimento de um usuário com base em seus músculos ou atividade neural entre o membro residual e o dispositivo. Por meio desses dados, as próteses mecânicas podem responder adequadamente, o que permite uma ampla gama de movimentos e atividades, como agarrar objetos.

Porém, atualmente, esses dispositivos têm um custo muito elevado, o que não permite que eles sejam acessíveis para todas as pessoas. Além disso, as neuropróteses também podem ser muito pesados ​​em decorrência de seus componentes de metal e dos motores que as movem. 

A nova tecnologia pretende ser uma alternativa mais leve e barata em comparação com os dispositivos atuais. Os materiais para a nova versão de mão robótica, que deve pesar apenas meio quilo, custam aproximadamente US$ 500, aproximadamente 2,5 mil reais, fazendo com que ela seja mais acessível.

“Este ainda não é um produto, mas o desempenho já é semelhante ou superior aos neuroprostéticos existentes, o que nos entusiasma. Há um enorme potencial para fazer essa prótese macia de custo muito baixo, para famílias de baixa renda que sofreram amputação”, afirma Zhao.

Testes

Para testar as funcionalidades da mão robótica inflável, dois voluntários, cada um com amputações de membros superiores, realizaram um treinamento de 15 minutos para aprender a usar o dispositivo. Após o treinamento, os voluntários foram submetidos a uma série de testes padronizados para demonstrar a força e agilidade manual. 

As tarefas realizadas incluíam empilhar damas, virar páginas de livros, escrever com uma caneta, levantar bolas pesadas e pegar objetos frágeis, como morangos e pão. Os voluntários repetiram os mesmos testes usando uma mão biônica mais rígida, disponível comercialmente.

Após a experiência com ambos os dispositivos,  os voluntários relataram que a prótese inflável era tão boa, ou até melhor, na maioria das tarefas, em comparação com a prótese biônica rígida.

Além do mais, um voluntário também foi capaz de usar intuitivamente a prótese inflável em atividades diárias, como comer alimentos – biscoitos, bolo e maçãs -, e para manusear objetos e ferramentas – laptops, garrafas, martelos e alicates. Ele ainda conseguia manipular com segurança a prótese inflável para, por exemplo, apertar a mão de alguém, tocar uma flor e acariciar um gato.

Em um outro teste, os pesquisadores vendaram os olhos do voluntário, que conseguiram identificar qual dedo protético eles tocaram objetos, além de conseguirem erguer e sentir frascos de tamanhos diferentes colocados na mão protética. O grupo de pesquisadores aponta que os experimentos são um sinal promissor de que amputados podem recuperar uma forma de sensação e controle em tempo real com a nova prótese de mão inflável.


Foto: Xuanhe Zhao, Shaoting Lin/Divulgação


Bruna Faraco
Jornalista formada pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), radialista e fotógrafa.

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