Dedo robótico ultrassensível mede o pulso e faz exame de mama preventivo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/10/2024

Protótipo do dedo robótico detectando a artéria e medindo a pressão de um voluntário.
[Imagem: Hongbo Wang]

Dedo robótico macio

Um dedo robótico macio, dotado de um sofisticado sentido de tato, provou ser capaz de realizar exames de rotina no consultório médico, da medição do pulso do paciente à verificação de caroços anormais na mama.

Mas por que o médico não usaria seu próprio dedo? Porque um mecanismo automatizado funciona sempre do mesmo modo, aplicando a pressão ideal, e sobretudo detecta os resultados "sempre com a mesma atenção", o que permite estabelecer padrões quantitativos para os exames e para a categorização dos resultados.

Além disso, um médico nem sempre está presente, enquanto um equipamento pode ficar disponível em tempo integral.

"Por meio de mais desenvolvimento para melhorar sua eficiência, também acreditamos que uma mão hábil composta por esses dedos pode atuar como um 'Doutor Robô' em um futuro hospital, como um médico," disse o professor Hongbo Wang, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China. "Combinado com aprendizado de máquina, podemos chegar ao exame e ao diagnóstico robótico automático, particularmente benéficos para aquelas áreas subdesenvolvidas onde há uma séria escassez de profissionais de saúde."

Já foram criados dedos robóticos antes, tanto rígidos como macios, mas até agora nenhum havia conseguido atingir uma eficiência comparável à do tato humano, e nem tampouco estavam prontos para uso em condições reais de um consultório ou hospital.

A equipe acredita ter superado os dois problemas.

Conceito e estrutura do dedo robótico biomimético.
[Imagem: Yufeng Wang et al. - 10.1016/j.xcrp.2024.102225]

Dedo médico robótico

O dedo robótico macio é composto por bobinas de fibra condutora com duas partes - uma bobina enrolada em cada câmara-de-ar dos atuadores de flexão do dedo (as partes que permitem que ele se mova) e uma fibra de metal líquido torcida montada na ponta do dedo.

Medindo propriedades que afetam como a corrente elétrica flui pelas bobinas, torna-se possível monitorar, em tempo real, o quão longe o dedo se curva ao tocar um objeto e a força na ponta do dedo. Isso é crucial para que o dispositivo sinta as propriedades de um objeto que toca tão efetivamente quanto um dedo humano, além de atender a um quesito essencial de segurança, que o dedo não aperte demais e incomode ou mesmo fira o paciente.

A sensibilidade do protótipo é tão grande que a equipe conseguiu monitorar suas respostas conforme passava uma pena por sua superfície. "A visão ampliada mostra claramente a mudança de resistência, indicando sua alta sensibilidade na detecção de força," escreveu a equipe. Testes com outros objetos de diferentes durezas, como uma haste de vidro, e flexões repetidas, deram igualmente resultados de alta precisão e consistentes ao longo dos experimentos.

"Os humanos podem facilmente reconhecer a rigidez de diversos objetos simplesmente pressionando-os com o dedo," escreveu a equipe. "Da mesma forma, como [o dedo robótico] tem a capacidade de sentir tanto sua deformação de flexão quanto a força na ponta do dedo, ele consegue detectar rigidez semelhante à nossa mão humana simplesmente pressionando um objeto."

Testes realizados para avaliar a "destreza médica" do dedo robótico.
[Imagem: Yufeng Wang et al. - 10.1016/j.xcrp.2024.102225]

Exames médicos

Para testar as habilidades médicas do dedo robótico, os pesquisadores montaram-no em um braço robótico industrial e mandaram que ele detectasse o pulso de voluntários e examinasse uma estrutura de silicone que fazia o papel de uma mama, pressionando-a como um médico faria, em busca de caroços. Além de identificar os caroços, o dedo robótico localizou corretamente uma artéria no pulso do participante e mediu seus batimentos cardíacos.

A equipe planeja agora adicionar sensores para criar ainda mais flexibilidade nas articulações do dedo robótico, permitindo que ele se mova em várias direções como um dedo humano. Isso permitirá que ele fique pronto para realizar exames médicos eficazes e eficientes em um futuro próximo.

"Esperamos desenvolver uma mão inteligente e hábil, juntamente com um braço robótico sensorizado, movido por músculos artificiais, para imitar as funções inigualáveis e as manipulações refinadas das mãos humanas," disse o professor Wang.

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