Novo ‘toque’ robótico vê o perigo antes de atingir

Os robôs estão se tornando cada vez mais integrados aos ambientes cotidianos – de casas e hospitais a fábricas e fazendas. No entanto, operar com segurança em torno dos seres humanos requer mais do que força ou velocidade. Os robôs também devem sentir o ambiente, detectar contato físico e responder rapidamente. Os sensores convencionais, especialmente aqueles incorporados em materiais macios, geralmente ficam aquém quando se trata de detecção tátil e proximidade em tempo real, de grande área.

Para enfrentar esse desafio, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Van Anh Ho e Dr. Quan Khanh Luu, do Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), Japão, desenvolveu a Protac, uma nova pele de sensor suave baseada na visão para robôs. O estudo foi publicado na revista IEEE Transações sobre robótica em 28 de julho de 2025, e apresenta uma abordagem escalável à percepção robótica multimodal.

No centro do Protac, há uma camada de cristal líquido (PDLC) disperso em polímero que pode alternar entre estados transparentes e opacos quando a tensão é aplicada. Quando transparentes, as câmeras incorporadas podem “ver” através da pele para detectar objetos próximos. Quando opaco, essas mesmas câmeras rastreiam como a pele se deforma, permitindo que o robô sentisse toque, pressão e a localização do contato. Essa sensação de modo duplo permite a percepção ambiental em tempo real usando uma única camada suave, eliminando a necessidade de eletrônicos incorporados complexos.

“Essa inovação com a simplicidade do design do sensor permite que os robôs percebam o contato e os obstáculos próximos em uma pele de grande área em tempo real, o que é difícil de alcançar com as peles eletrônicas convencionais”, explicou o Prof. Ho.

Para validar o design, a equipe desenvolveu um protótipo chamado Link Protac, um segmento de braço de robô cilíndrico envolto em uma pele suave e equipado com câmeras estéreo nas duas extremidades. Esse protótipo pode detectar objetos que se aproximam de vários ângulos, estimam a distância e reconhecem vários pontos de contato com alta precisão. Ele também suporta comportamentos adaptativos, como ajuste de velocidade baseado em proximidade e prevenção de contato reflexivo.

“O Protac pode ser aplicado a uma manipulação robótica hábil em vários domínios, onde a segurança e a interação física delicada são críticas”, diz o Dr. Luu.

Os pesquisadores visualizam amplas aplicações em robótica colaborativa, dispositivos de assistência e sistemas robóticos macios em agricultura ou atendimento doméstico. Nas fábricas, os robôs equipados com Protac podem desacelerar ou parar quando um trabalhador humano se aproxima. No Cuidado com idosos, os robôs de serviço podem fornecer assistência física, mantendo contato seguro e responsivo. A longo prazo, a Protac poderia contribuir para o desenvolvimento de sistemas de detecção de corpo inteiro para robôs humanóides.

“A longo prazo, esta pesquisa estabelece as bases para os robôs humanóides de uso geral inteligente equipados com peles de sensor mole multimodal de corpo inteiro, especialmente aqueles com uma sensação de contato”, disse o Dr. Ho.

Juntamente com a pele, a equipe desenvolveu algoritmos de aprendizado e estratégias de controle que convertem dados do sensor em ações robóticas, permitindo o comportamento responsivo e autônomo em ambientes dinâmicos. Projetado com simplicidade, modularidade e escalabilidade em mente, o sistema Protac pode ser integrado às plataformas robóticas novas e existentes.

Para acelerar o progresso no campo, os pesquisadores criaram seus arquivos de design, modelos e código aberto de software. Ao combinar a simplicidade mecânica com a percepção multimodal, a Protac aproxima os robôs um passo mais perto da compreensão – e interagindo com segurança – o mundo complexo e tátil ao seu redor.