Robôs com pele viva testam tecnologia útil para a medicina

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/06/2024

Os robôs com pele viva ainda vão do estranho ao bizarro, mas a tecnologia é promissora também para uso biomédico.
[Imagem: Michio Kawai et al. - 10.1016/j.xcrp.2024.102066]

Pele artificial para robôs

Pesquisadores japoneses desenvolveram o material e a técnica para dar aos robôs, humanoides ou não, uma pele "viva", muito similar à pele humana.

Ao adaptar o tecido da pele artificial às formas complexas dos robôs, Michio Kawai e seus colegas da Universidade de Tóquio afirmam poder obter uma aparência cada vez mais realista, maior mobilidade, capacidades de autocura e "sentidos robóticos", sensores embutidos que permitem capacidades de detecção melhoradas.

Mas, se não temos robôs humanoides avançados o suficiente ainda, o que é um fato, as pesquisas ainda assim podem ser úteis na indústria cosmética e até ajudar na formação de cirurgiões plásticos.

Inspirando-se nos ligamentos da pele humana, a pele robótica é feita a partir de células vivas, uma tecnologia que a equipe apresentou em 2022.

O fator crucial desta nova demonstração está na técnica de colagem da pele ao robô, o que inclui perfurações especiais que ajudam a camada de pele a se firmar. Os métodos anteriores para fixar tecidos moles a superfícies sólidas envolviam mecanismos como miniâncoras ou ganchos, mas esses ganchos limitam os tipos de superfícies que podem receber revestimentos de pele, além de causar danos ao tecido durante o movimento.

O grande avanço está na técnica de incorporação da pele a superfícies sólidas, o que foi feito imitando os ligamentos da pele humana.
[Imagem: Michio Kawai et al. - 10.1016/j.xcrp.2024.102066]

Usos médicos

Projetando cuidadosamente pequenas perfurações, essencialmente qualquer formato de superfície pode receber a pele. O truque está no uso de um gel de colágeno especial para adesão, que é naturalmente viscoso e difícil de introduzir nas minúsculas perfurações. Mas, usando uma técnica comum de adesão plástica chamada tratamento com plasma, a equipe conseguiu induzir o colágeno a entrar nas estruturas finas das perfurações, ao mesmo tempo que mantém a pele próxima à superfície.

"Durante pesquisas anteriores em um robô em forma de dedo coberto com tecido de pele engenheirada que cultivamos em nosso laboratório, sentimos a necessidade de uma melhor adesão entre os detalhes do robô e a estrutura subcutânea da pele," disse o professor Shoji Takeuchi.

"Ao imitar as estruturas dos ligamentos da pele humana e usando perfurações em forma de V especialmente feitas em materiais sólidos, encontramos uma maneira de unir a pele a estruturas complexas. A flexibilidade natural da pele e o forte método de adesão significam que a pele pode se mover com os componentes mecânicos do robô sem rasgar ou descascar," completou o pesquisador.

A equipe salienta que esta demonstração não foi feita apenas para provar o conceito de pele robótica. O objetivo de longo prazo é desenvolver uma tecnologia que possa ajudar em diversas áreas da pesquisa médica.

A ideia de órgão em um chip vem ganhando terreno e já começa a ser usada em aplicações como o desenvolvimento de medicamentos, mas algo como um "rosto em um chip" poderia ser útil em pesquisas sobre o envelhecimento da pele, testes de cosméticos, procedimentos cirúrgicos, cirurgia plástica e muito mais.

Experimentos com o conceito de "pele em um chip", dando feições humanas a uma geleca.
[Imagem: Michio Kawai et al. - 10.1016/j.xcrp.2024.102066]

Pele engenheirada com sensores

Voltando à robótica, se sensores puderem ser incorporados à pele engenheirada, os robôs poderão ser dotados de uma melhor consciência ambiental, de melhores capacidades interativas e de capacidades melhoradas e mais seguras de interagir com os seres humanos.

"Neste estudo, conseguimos replicar até certo ponto a aparência humana, criando um rosto com o mesmo material superficial e estrutura dos humanos. Além disso, através desta pesquisa, identificamos novos desafios, como a necessidade de rugas superficiais e uma epiderme mais espessa para alcançar uma aparência mais humana. Acreditamos que a criação de uma pele mais espessa e mais realista pode ser alcançada através da incorporação de glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas, poros, vasos sanguíneos, gordura e nervos.

"É claro que o movimento também é um fator crucial, não apenas o material, por isso outro desafio importante é criar expressões humanas através da integração de atuadores sofisticados, ou músculos, dentro do robô. Criar robôs que possam curar a si mesmos, sentir seu ambiente com mais precisão e executar tarefas com destreza humana é incrivelmente motivador," concluiu Takeuchi.

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