Inovação abre caminho para o desenvolvimento da pele eletrônica

Avanço obtido por pesquisadores alemães e japoneses deverá sofisticar ainda mais os robôs no futuro

Pele eletrônica flexível equipada com vários sensores e um circuito eletrônico complexo projetado e desenvolvido para detectar a distribuição do campo magnético. Crédito: Masaya Kondo

A pele humana é um órgão fascinante e multifuncional, com propriedades únicas originárias de sua natureza flexível e compatível. Permite a interface com o ambiente físico externo através de inúmeros receptores interconectados com o sistema nervoso. Os cientistas tentam transferir esses recursos para uma pele artificial há muito tempo, visando aplicações robóticas.

A operação de sistemas robóticos depende fortemente das funcionalidades de detecção de campos eletrônicos e magnéticos necessárias para posicionamento e orientação no espaço. Muita pesquisa e desenvolvimento foram dedicados à implementação dessas funcionalidades de forma flexível e compatível. Os recentes avanços nos sensores flexíveis e na eletrônica orgânica forneceram pré-requisitos importantes.

Para replicar de perto a pele natural, é necessário interconectar um grande número de sensores individuais. Essa tarefa desafiadora tornou-se um grande obstáculo na realização da pele eletrônica. As primeiras demonstrações foram baseadas em uma série de sensores individuais conectados de modo separado. Isso inevitavelmente resultou em um número tremendo de conexões eletrônicas.

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Para reduzir a fiação necessária, uma importante etapa tecnológica teve de ser realizada. Nomeadamente, circuitos eletrônicos complexos, como registros de mudança, amplificadores, fontes de corrente e comutadores, devem ser combinados com sensores magnéticos individuais para obter dispositivos totalmente integrados.

Plataforma única

Pesquisadores alemães e japoneses superaram esse obstáculo com um sistema pioneiro de sensores magnéticos de matriz ativa, apresentado em um artigo recente da revista “Science Advances”. Nesse sistema, todos os componentes eletrônicos necessários são baseados em transistores orgânicos de película fina e integrados em uma única plataforma.

A equipe mostrou que o sistema exibe grande sensibilidade magnética e tem a capacidade de obter a distribuição bidimensional do campo magnético em tempo real. O sistema também exibe alta resistência contra deformações mecânicas, como torções, vincos ou dobras.

“Nossas primeiras funcionalidades magnéticas integradas provam que sensores magnéticos flexíveis de filme fino podem ser integrados em circuitos orgânicos complexos”, afirmam os coautores Oliver G. Schmidt e Daniil Karnaushenko, do Instituto Leibniz de Pesquisa de Materiais e Estado Sólido (Alemanha). O próximo passo é aumentar o número de sensores por área de superfície, bem como expandir a pele eletrônica para caber em superfícies maiores.

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