Material inteligente incorpora lógica sem processador

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/09/2019

Todos os comportamentos são executados pelo próprio material, sem processamento centralizado.
[Imagem: Yang Jin et al. - 10.1038/s41467-019-12161-1]

Material inteligente

Este dispositivo não é um robô e nem um computador, mas tem características de ambos - uma das melhores demonstrações do que se convencionou chamar de "material inteligente".

Inspirada nos polvos, a estrutura detecta (sensor), calcula (computação) e responde (atuador) sem nenhum processamento centralizado, criando uma tecnologia promissora para uso em uma variedade de aplicações, da robótica macia a dispositivos protéticos.

"Nós chamamos isso de 'lógica tátil macia', e desenvolvemos uma série de protótipos que demonstram sua capacidade de tomar decisões no nível do material - onde o sensor está recebendo entrada - em vez de depender de um sistema lógico centralizado baseado em semicondutores.

"Nossa abordagem foi inspirada nos polvos, que têm um cérebro centralizado, mas também possuem estruturas neuronais significativas ao longo dos seus braços. Isso aumenta a possibilidade de que os braços possam 'tomar decisões' com base em informações sensoriais, sem instruções diretas do cérebro," explicou o professor Michael Dickey, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA.

Demonstração da lógica incorporada no material macio e flexível.
[Imagem: Yang Jin et al. - 10.1038/s41467-019-12161-1]

Lógica embutida no material

A base dessa lógica tátil mole é uma estrutura formada por pigmentos que mudam de cor em diferentes temperaturas, misturados em uma forma de silicone flexível e elástica. Esse silicone pigmentado contém canais preenchidos com metal líquido à temperatura ambiente, efetivamente emulando um "sistema nervoso mole" interconectado.

Pressionar ou esticar o silicone deforma o metal líquido, o que aumenta sua resistência elétrica, elevando sua temperatura à medida que a corrente passa por ele, o que aciona a mudança de cor nos corantes sensíveis à temperatura. Em outras palavras, a estrutura geral possui meios ajustáveis para detectar toque e tensão mecânica.

Nos protótipos de lógica tátil suave que a equipe construiu, a deformação do metal líquido pelo toque redistribui a energia elétrica para outras partes da rede, fazendo com que o material mude de cor, ative motores ou acenda luzes. Tocar o silicone em um ponto cria uma resposta diferente do que tocar em dois pontos; dessa maneira, o sistema executa lógica simples em resposta ao toque.

"Esta é uma prova de conceito que demonstra uma nova maneira de pensar sobre como podemos projetar a tomada de decisões em materiais macios," disse Dickey. "Existem organismos vivos que podem tomar decisões sem depender de um processador rígido centralizado. Imitando esse paradigma, mostramos uma lógica distribuída baseada em materiais usando materiais inteiramente macios".

Bibliografia:

Artigo: Materials tactile logic via innervated soft thermochromic elastomers
Autores: Yang Jin, Yiliang Lin, Abolfazl Kiani, Ishan D. Joshipura, Mingqiao Ge, Michael D. Dickey
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 4187
DOI: 10.1038/s41467-019-12161-1