Este material não é capaz de pensar - mas ele faz coisas interessantes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/08/2022

O circuito integrado mecânico, feito de borrachas condutoras e não condutoras, detecta e reage à forma como as forças são aplicadas a ele.
[Imagem: Charles El Helou/Penn State]

Circuito integrado mecânico

Alguém toca em seu ombro, fazendo com que os receptores de toque em sua pele enviem uma mensagem ao seu cérebro; processada a informação, você olha rapidamente para o lado de onde veio o toque.

Combinando fileiras de blocos de borracha com porções eletricamente condutoras, pesquisadores criaram um material que imita esse processamento.

"Nós criamos o primeiro exemplo de um material engenheirado que pode simultaneamente sentir, pensar e agir sob estresse mecânico sem exigir circuitos adicionais para processar esses sinais," disse o professor Ryan Harne, da Universidade do Estado da Pensilvânia, nos EUA. "O material de polímero macio age como um cérebro, que pode receber sequências digitais de informações que são processadas, resultando em novas sequências de informações digitais que podem controlar reações."

O material mecânico macio e condutor contém circuitos reconfiguráveis que podem realizar uma lógica combinatorial: Quando o material é apertado, ele traduz a compressão em informações elétricas que produzem sinais de saída.

Diferentes configurações dos blocos funcionam como circuitos diferentes, mais ou menos como uma calculadora, com a diferença de que, para cada cálculo, é necessário construir um dispositivo dedicado. Isto torna a alegação de um "material que pensa" um tanto forçada, uma vez que ele não se compara sequer a um processador genérico.

Mas essa pequena "forçada de barra" no marketing não deve anular o fato de que a inovação é interessante, sendo uma espécie de "circuito integrado mecânico", fazendo em um material macio o equivalente a um conjunto de chaves eletrônicas.

"Nós descobrimos como usar matemática e cinemática - como os componentes individuais de um sistema se movem - em redes mecânico-elétricas," disse Harne. "Isso nos permitiu realizar uma forma fundamental de inteligência em materiais engenheirados, facilitando o processamento de informações totalmente escalável intrínseco ao sistema de materiais macios".

O material por enquanto entende apenas "apertado" e "não apertado", o que significa que as entradas devem ser binárias.
[Imagem: Charles El Helou et al. - 10.1038/s41586-022-05004-5]

Computador de apertar

O dispositivo é uma otimização de um trabalho anterior da equipe, que apresentou no ano passado um metamaterial mecânico que pode "sentir" as forças que estão sendo aplicadas a ele e responder com ações programadas.

Esta nova versão vai além, contando com portas lógicas operando com sinais binários (apertado ou não apertado), podendo até mesmo ser ligado a um circuito elétrico para mostrar seus resultados em uma tela eletrônica comum.

"Nós também aumentamos a densidade computacional dos materiais com uma abordagem de projeto monolítico camada por camada. Como a estrutura estabelecida aqui tira proveito da matemática e da cinemática para o projeto de sistemas, a abordagem proposta de circuitos integrados mecânicos pode ser realizada em qualquer escala de comprimento e em uma ampla variedade de [substratos] físicos," escreveu a equipe.

Um dos protótipos desse "computador de apertar" criado pela equipe consegue somar dois números, selecionados pelo usuário apertando os blocos de componentes para a esquerda ou para a direita - ou seja, você deve saber o número em binário. Com um circuito adicional adequado, as operações são mostradas em uma tela LCD comum.

Embora isso não seja suficiente para competir com um cérebro ou com um processador genérico, os dispositivos podem ser usados em robôs, tornando-os capazes de responder a estímulos físicos sem processamento.

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