Pesquisadores da Universidade Donghua, na China, e do Jülich Center for Neutron Science (JCNS), na Alemanha, recentemente
Nos últimos anos, a robótica de todo o mundoestão tentando criar sistemas artificiais que se assemelham a partes do corpo humano e reproduzem suas funções. Isso inclui pele artificial - uma camada protetora que também melhorará as capacidades sensoriais dos robôs.
“Como sabemos, a pele é o maiorum órgão do corpo humano que atua como uma camada protetora e interface sensorial para manter nosso corpo saudável e responsivo”, disse Shentong Sun, um dos autores do estudo, ao TechXplore. “Com o rápido desenvolvimento da inteligência artificial e da robótica suave, os engenheiros estão tentando cobrir os robôs humanóides com uma pele artificial que reproduza todas as propriedades mecânicas e sensoriais de um ser humano, para que eles percebam o ambiente externo em constante mudança, assim como nós.”
Porque a pele humana ésistema muito complexo, é extremamente difícil imitar todas as suas funções. Por exemplo, a pele humana pode sentir várias mudanças ambientais, incluindo pressão, deformação da superfície e flutuações de temperatura, simplesmente captando sinais eletrônicos baseados em íons.
Pele iônica híbrida auto-regenerativa com estrutura de nanofibra baseada na biotecnologia da pele humana real. Imagem: Wang et al.
Inspirado na estrutura natural da pelecara, os engenheiros criaram um artificial baseado em um nanotag auto-regenerativo e uma matriz iônica. Eles reproduzem as funções do colágeno e da elastina (proteína do tecido conjuntivo), respectivamente. O resultado é um material macio, mas que se torna duro quando esticado. Esta propriedade é conhecida como rigidez de deformação. Além disso, a nova pele artificial se cura automaticamente após danos, é resistente à fadiga e responde rapidamente às deformações da forma, o que é especialmente importante para aplicações sensoriais.
Inspirado na nanofibra reparávelestrutura da pele, os engenheiros criaram uma pele iônica artificial incorporando um andaime elástico de nanomesh de autocura em outra matriz iônica macia de autocura. O nanotag foi obtido por eletrofiação de um poliuretano sintético, que é auto-regenerativo devido à troca de pontes dissulfeto à temperatura ambiente. A matriz iónica foi preparada por evaporação de uma solução aquosa de poliacrilamida-ácido acrílico, ácido hialurónico e CaCl2 (cloreto de cálcio).
Experimentos mostraram que mesmo 10.000 ciclos de alongamento não danificam a pele. O limiar de fadiga calculado da pele iônica híbrida é quase o dobro dos músculos humanos.
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Foto da capa: Kai Jacobson/UBC Faculty of Applied Science, de outro estudo de pele iônica