Avanços recentes na pesquisa científica podem tornar as próteses robóticas e as simulações de realidade virtual ainda mais eficazes do que antes. Pesquisadores em Hong Kong desenvolveram uma nova tecnologia semelhante a uma luva que não apenas permite que os usuários experimentem sensações em suas mãos ao interagir com objetos virtuais, mas também ajusta a intensidade das sensações para corresponder à sensibilidade dos nervos de uma pessoa.

A tecnologia háptica é definida como a tecnologia que depende de forças, vibrações ou movimentos induzidos por computador para fornecer aos humanos uma sensação artificial de toque. Essa tecnologia, juntamente com a realidade virtual, ganhou relevância na área médica na última década. Os cirurgiões não apenas dependem da realidade virtual para realizar cirurgias, mas a tecnologia háptica pode melhorar muito a vida de amputados com próteses robóticas. Nos últimos anos, os pesquisadores descobriram que as próteses robóticas com a capacidade de fornecer aos pacientes uma sensação artificial de toque reduzem significativamente o esforço mental necessário para operar a prótese. Uma sensação de toque artificial também pode melhorar a capacidade geral do paciente de controlar sua prótese.

Embora os cientistas tenham desenvolvido historicamente tecnologias hápticas para uso clínico, as tentativas anteriores geralmente eram volumosas, impraticáveis ​​de usar e não personalizáveis ​​para todos os usuários.

Agora, os pesquisadores desenvolveram um nova iteração da tecnologia háptica Esta é uma tecnologia ultrafina, semelhante a uma luva, chamada WeTac. Contendo vários eletrodos em toda a estrutura da luva, o WeTac fornece ao usuário feedback elétrico para induzir sensações táteis em suas mãos. Essa tecnologia não apenas tem o potencial de melhorar os resultados das cirurgias robóticas, mas também é um desenvolvimento significativo na tecnologia háptica que também pode ser aplicada a pessoas com deficiência e próteses robóticas.

O primeiro desafio na criação do WeTac foi criar um design que pudesse imitar as sensações dinâmicas e variáveis ​​que as pessoas experimentam ao usar as mãos.

Pense na experiência de apertar a mão de alguém. Você pode sentir o aperto de mão apenas em certas áreas da palma ou dos dedos. Essas áreas de contato podem mudar à medida que você executa os gestos das mãos. A pressão do seu aperto ou do aperto deles também pode mudar. Além disso, algumas regiões de nossas mãos são naturalmente mais sensíveis ao toque do que outras. As sensações que experimentamos em nossas mãos são muito dinâmicas, mesmo para algo tão simples como apertar a mão de outra pessoa.

O objetivo de Yao et al. foi projetar uma luva háptica que pode capturar essas sensações dinâmicas enquanto os usuários interagem com objetos virtuais. Para tanto, o WeTac foi construído com 32 eletrodos abrangendo a superfície da palma e dos dedos. Isso permitiria aos pesquisadores ajustar a intensidade dos sinais elétricos em 32 pontos diferentes da mão e obter sensações de toque mais precisas em toda a mão.

O uso de eletrodos para criar sensações artificiais permitiu a Yao et al. para criar o WeTac de uma forma incrivelmente leve. Anteriormente usados ​​em dispositivos vestíveis finos, os eletrodos podem ser colocados diretamente na pele sem causar irritação. Isso os torna ideais para criar um dispositivo leve e prático.

Utilizando os eletrodos, Yao et al. poderia induzir correntes elétricas em toda a mão. A ideia era que essas correntes elétricas ativassem os nervos na mão de uma pessoa, criando efetivamente sensações táteis que uma pessoa poderia experimentar ao interagir com um objeto físico. Yao et ai. projetou o WeTac para gerar correntes elétricas a partir de uma unidade de controle azul que se conecta ao pulso do usuário. Esta unidade de controle teria recursos sem fio e poderia ser controlada com um telefone ou computador. Isso permitiria que os usuários do WeTac circulassem livremente.

Para testar o dispositivo, o primeiro passo para Yao et al. consistiu em otimizar as configurações de estimulação elétrica do WeTac para cada participante. A sensibilidade das mãos das pessoas pode variar entre as populações. Por exemplo, os machos geralmente mostram menos sensibilidade ao toque em comparação com as fêmeas. As pessoas mais velhas também apresentam menor sensibilidade em comparação com as pessoas mais jovens. Para adaptar o dispositivo, Yao et al. mediu o limiar médio de estimulação elétrica para cada participante e em cada um dos 32 eletrodos em suas mãos.

Como esperado, as mulheres tiveram limiares mais baixos do que os homens em média. Indivíduos mais jovens também apresentaram limiares mais baixos. A exceção a esse padrão foi que as mulheres que tinham maior número de calos nas mãos por causa do trabalho tinham limiares mais altos. Em outras palavras, Yao et al. descobriram que, além do gênero e da idade, a sensibilidade das mãos também pode diferir com base na ocupação ou nas atividades diárias de uma pessoa.

Após calibrar o WeTac de acordo com os níveis de sensibilidade de cada voluntário, Yao et al. estavam dispostos a testar o WeTac em simulações de realidade virtual. Na primeira simulação, os participantes pegaram lentamente uma bola de tênis virtual e um cacto virtual. Essa simulação permitiria aos pesquisadores determinar que o WeTac poderia produzir diferentes sensações dependendo da textura de um objeto virtual estacionário. Depois de executar as simulações, a equipe descobriu que a bola de tênis poderia evocar sensações táteis suaves, enquanto o cacto evocaria uma sensação levemente dolorosa ou desconfortável de formigamento.

Os pesquisadores também testaram uma simulação na qual um rato virtual e pedaços de queijo apareciam nas mãos dos participantes. Os participantes então relataram as sensações que sentiram quando o mouse virtual passou sobre sua mão para comer cada pedaço de queijo. Isso permitiu que os pesquisadores determinassem que o WeTac pode efetivamente evocar sensações táteis, mesmo com um objeto dinâmico e em movimento.

No geral, este estudo mostra avanços significativos na tecnologia háptica. À medida que o WeTac e outros dispositivos leves de feedback tátil continuam a evoluir, podemos ver tecnologias de realidade virtual mais complexas e próteses robóticas que utilizam feedback tátil e podem melhorar os resultados de cirurgias remotas/robóticas e a vida de amputados.