Sensores de pressão inspirados no escorpião deixam os robôs sentirem seus arredores

A natureza, o mestre engenheiro, está voltando ao nosso socorro novamente. Inspirados pelos escorpiões, os cientistas criaram novos sensores de pressão que são altamente sensíveis e capazes de trabalhar em uma ampla variedade de pressões.

Os sensores de pressão são componentes-chave em uma variedade de aplicações, desde dispositivos médicos e sistemas de controle industrial até robótica e interfaces de máquina-máquina. Os sensores piezoresistivos à base de silício estão entre os tipos mais comuns usados ​​hoje, mas têm uma limitação significativa. Eles não podem ser super sensíveis a mudanças e funcionam bem em uma série de pressões ao mesmo tempo. Muitas vezes, você tem que escolher um sobre o outro.

A natureza chegou lá antes de nós

No entanto, a natureza já resolveu esse problema através de milhões de anos de evolução. Então, para recancionar e projetar sensores melhores, Pinkun Wang, do Key Laboratory of Bionic Engineering (Ministério da Educação) da Universidade de Jilin, na China, e os colegas estudaram os sistemas mecanossensoriais altamente sensíveis que os escorpiões usam para detectar mudanças ambientais. Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de imitar o aparelho de detecção de pressão do escorpião. São pequenas estruturas semelhantes a cabelos conhecidas como Tricobotria e as fendas planas em sua concha com neurônios mecanossensoriais chamados Slit Sensilla.

O estudo é publicado na revista Avanços científicos.

Eles construíram pequenas armadilhas de estresse para imitar as fendas e as unidades de supressão de flexão para agir como os cabelos. Quando colocado em cima de um chip de computador, as armadilhas de tensão melhoraram bastante a capacidade do sensor de detectar até a menor pressão. Enquanto isso, na parte inferior do chip, as unidades de supressão da flexão melhoraram a precisão do sensor.

Para testar seu conceito no mundo real, os pesquisadores integraram o sensor a uma rede de aprendizado profundo e o anexou a robôs de seis pernas. Os robôs foram capazes de imitar a capacidade do escorpião de sentir seu ambiente, detectando pequenas mudanças na pressão do ar ao seu redor.

Esses bots de escorpião escaparam rapidamente de caixas de papelão iminentes depois de sentiram os objetos que avançavam como grandes “predadores” e rapidamente se moveram em direção a pequenas caixas que detectaram como “presa”.

Descrevendo seu trabalho, os pesquisadores escreveram: “Este trabalho ressalta o potencial para alavancar os principais conceitos de design inspirados por insetos vivos para melhorar o desempenho sensorial e oferece informações estruturais para outros sensores de alta precisão”.

Esses sensores inspirados no escorpião são um grande passo para criar robôs mais intuitivos e adaptativos. Eles poderiam dar aos robôs inteligentes uma sensação muito melhor de seus arredores, melhorando a prevenção de colisões e permitindo que eles trabalhem em condições em que a visão é limitada, como no escuro ou onde há muita fumaça e poeira. A tecnologia também tem implicações para o monitoramento da saúde, permitindo uma detecção mais precisa de sinais de pressão do corpo, como um batimento cardíaco fraco ou um pulso fraco.

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