E-derme dá sensação de toque e dor a mão biônica

Redação do Site Inovação Tecnológica -  28/06/2018

A e-derme usa um modelo neuromórfico para traduzir os sinais eletrônicos em estímulos nervosos. [Imagem: Luke E. Osborn et al. - 10.1126/scirobotics.aat3818]

Pele eletrônica

Engenheiros biomédicos criaram uma nova geração de pele eletrônica capaz de restaurar um senso de toque verdadeiro em pacientes que perderam membros e usam próteses.

"Depois de muitos anos, eu senti minha mão, como se uma concha vazia tivesse sido enchida com vida novamente," disse o testador anônimo que serviu como voluntário da equipe da Universidade Johns Hopkins, nos EUA.

Feita de tecido e borracha e incorporada com sensores para imitar as terminações nervosas, a e-derme - uma derme eletrônica - recria não apenas a sensação de toque, mas também estímulos sensoriais, como a dor, e retransmite os impulsos de volta aos nervos periféricos.

A inspiração na biologia humana significa que a pele eletrônica permite que o usuário sinta um espectro contínuo de percepções táteis, desde o toque leve até estímulos nocivos ou dolorosos.

"Nós fabricamos um sensor que vai além das pontas dos dedos de uma mão protética e age como sua própria pele. Ele foi inspirado no que acontece na biologia humana, com receptores para toque e para dor.

"Isso é interessante e novo porque agora nós podemos pegar uma mão protética que já está à venda no mercado e dotá-la de uma e-derme que pode dizer ao usuário se ele ou ela está pegando algo que é redondo ou se tem extremidades pontiagudas," disse o pesquisador Luke Osborn.

Diversos tipos de sensores - por enquanto apenas nas pontas dos dedos - são usados para imitar as terminações sensoriais naturais. [Imagem: Luke E. Osborn et al. - 10.1126/scirobotics.aat3818]

Sensores de toque e dor

Para que a e-derme codifique sensações eletronicamente, da mesma forma que os receptores na pele, a equipe criou um "modelo neuromórfico" que imita os receptores de toque e dor do sistema nervoso humano. Rastreando a atividade do cérebro através de eletroencefalografia, ou EEG, a equipe comprovou que o voluntário estava mesmo percebendo essas sensações em sua mão biônica.

A equipe conectou a e-derme ao voluntário usando um método não invasivo, conhecido como estimulação nervosa transcutânea, ou TENS. Em uma tarefa de detecção de dor, o voluntário experimentou uma reação reflexa natural à dor ao tocar um objeto pontudo, dor que não foi sentida ao tocar objetos redondos, por exemplo.

A e-derme ainda não é sensível à temperatura - neste teste inicial, a equipe focou na detecção da curvatura do objeto (para percepção do toque e da forma) e nitidez (para percepção da dor).

Além de ajudar amputados a recuperarem a sensação, essa tecnologia poderá ser usada para tornar os sistemas robóticos mais humanos e para dar sensibilidade às luvas e trajes espaciais dos astronautas.

Bibliografia:

Prosthesis with neuromorphic multilayered e-dermis perceives touch and pain
Luke E. Osborn, Andrei Dragomir, Joseph L. Betthauser, Christopher L. Hunt, Harrison H. Nguyen, Rahul R. Kaliki, Nitish V. Thakor
Science Robotics
Vol.: 3, Issue 19, eaat3818
DOI: 10.1126/scirobotics.aat3818