Cientistas no Japão criam robô inédito com rosto carnudo e sorriso humano

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Eles criaram uma máscara facial a partir de células de pele humana e a anexaram a robôs com uma técnica inovadora que esconde a ligação, e é flexível o suficiente para se transformar em uma careta ou em um sorriso suave.

O efeito é algo entre a máscara aterrorizante de Hannibal Lecter e o boneco de argila Gumby.

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, a "pele equivalente", como os pesquisadores a chamam, que é feita de células vivas da pele em um laboratório, pode cicatrizar, queimar e se autorregenerar, de acordo com um estudo publicado na revista "Cell Reports Physical Science", em junho.

"Rostos e expressões semelhantes aos humanos melhoram a comunicação e a empatia nas interações entre ser humano e robô, tornando as máquinas mais eficazes em funções de assistência médica, serviço e companhia" escreveu Shoji Takeuchi, professor da Universidade de Tóquio e pesquisador do estudo, em um e-mail.

A pesquisa surge à medida que os robôs se tornam mais onipresentes nas linhas de produção das fábricas.

Em 2022, haviam 3,9 milhões de robôs industriais trabalhando em linhas de montagem de automóveis e eletrônicos, além de outros ambientes de trabalho, 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 humanos, como fábricas, mas também na hospitalidade, saúde e educação.

Carsten Heer, porta-voz da federação, disse que os humanoides eram “uma área de desenvolvimento empolgante”, mas que a adoção em massa no mercado seria complexa e poderia ser limitada pelo custo. Ainda assim, em outubro de 2023, o governo chinês anunciou uma meta de produção em massa de humanoides até 2025, prevendo que isso aumentaria muito sua produtividade industrial.

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Durante décadas, engenheiros de robótica experimentaram materiais, esperando encontrar algo que pudesse tanto proteger a complexa maquinaria do robô quanto ser macio e leve o suficiente para uma ampla gama de usos.

Se a superfície de um robô for danificada ou arranhada, isso pode levar a um mau funcionamento da máquina, tornando a capacidade de auto-reparo uma “característica crítica” para humanoides, de acordo com os pesquisadores do estudo.

O método inovador de fixação da pele avança o campo emergente da robótica “biohíbrida”, que integra engenharia mecânica com engenharia genética e de tecidos, segundo Kevin Lynch, diretor do Centro de Robótica e Biossistemas da Universidade Northwestern.

— Este estudo é uma contribuição inovadora para o problema de ancorar pele artificial ao material subjacente. A pele viva pode nos ajudar a alcançar o santo graal das peles autorregenerativas em robôs biohíbridos — afirmou Lynch. No entanto, de acordo com o professor, o estudo não aborda como a pele dos robôs se autorregenera sem suporte externo.

Para esses robôs, o desafio dos materiais se estende à verossimilhança: encontrar maneiras de imbuir a máquina com características que a façam parecer e se comportar mais como um humano, como a capacidade de sorrir.

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Cientistas, incluindo o professor Takeuchi e seus colegas da Universidade de Tóquio, têm trabalhado com pele humana feita em laboratório há anos.

Também em 2022, a equipe de pesquisa desenvolveu um dedo robótico coberto por pele viva, permitindo que o dígito da máquina se dobrasse como um dedo humano, dando-lhe a sensibilidade tátil para realizar tarefas mais precisas.

A equipe do professor Takeuchi tentou ancorar a pele com mini-ganchos, mas isso causaram rasgos quando o robô se movia. Então, a equipe decidiu imitar ligamentos, as pequenas cordas de tecido solto que conectam os ossos.

Os membros da equipe perfuraram pequenos orifícios em forma de V no robô e aplicaram um gel contendo colágeno, que tampou os furos e prendeu a pele artificial ao robô.

— Esta abordagem integra robôs rígidos tradicionais com peles biológicas macias, tornando-os mais 'parecidos com humanos' — explicou Yifan Wang, professor assistente na escola de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, que pesquisa “robôs macios” que imitam criaturas biológicas.

A fixação da pele também dá ao robô biohíbrido o potencial para sensação, levando a ciência um passo mais perto da fantasia de ficção científica.

— Isso pode criar oportunidades para que o robô sinta e interaja com segurança com os humanos — disse o professor Wang.

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No laboratório do Takeuchi, os rostos dos robôs com pele artificial não têm a capacidade de sentir toque, mudança de temperatura ou outros estímulos externos.

O professor, então, afirmou que esse é seu próximo alvo de sua pesquisa.

— Nossa meta é criar uma pele que imite de perto a funcionalidade do órgão real, construindo gradualmente componentes essenciais, como vasos sanguíneos, nervos, glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas e folículos capilares — acrescentou ele.

No lugar dos sistemas neurais que transmitem sensação em um corpo humano, a eletrônica de um robô precisaria alimentar um sinal de sensor. Esse seria um desenvolvimento que, segundo Wang, exigiria muito mais tempo e pesquisa.