Os robôs são incrivelmente precisos, mas ser gentil nem sempre é seu forte. Uma máquina que pode construir um carro com precisão quase perfeita ainda pode aplicar muita pressão ao trabalhar em locais onde até o menor erro é importante, como dentro do olho humano ou durante uma cirurgia delicada. Por isso pesquisadores da Universidade Jiao Tong de Xangai estão desenvolvendo um novo tipo de sensor de força que pode ajudar os robôs a “sentir” o que estão tocando com mais precisão.
O sensor é minúsculo, do tamanho de um grão de arroz, com apenas 1,7 milímetros de largura, o que o torna pequeno o suficiente para caber em ferramentas cirúrgicas avançadas. O que o torna especialmente interessante é que ele não depende da eletrônica tradicional. Em vez disso, utiliza luz para medir a força de todas as direções, incluindo pressão, movimentos de deslizamento e torção. Aqui está como funciona. Na ponta de uma fibra óptica fica um materials macio que muda ligeiramente de forma quando entra em contato com alguma coisa. Essa pequena deformação altera a forma como a luz viaja através do sensor. O padrão de luz alterado é então enviado através de fibras ópticas para uma câmera, que o captura como uma imagem. Os pesquisadores então usam um modelo de aprendizado de máquina para estudar esses padrões de luz e traduzi-los em leituras precisas de força. Em termos simples, o sistema aprende como “ler” o toque apenas através da luz, sem precisar de um monte de fios ou vários sensores separados embalados em um espaço tão pequeno.
Por que os robôs precisam sentir, e não apenas ver
A imagem cirúrgica moderna já é incrivelmente avançada. Os cirurgiões hoje podem ver o inside do corpo humano com uma clareza impressionante. Mas uma coisa com a qual eles ainda têm dificuldade, especialmente durante procedimentos minimamente invasivos, é realmente sentir o que suas ferramentas estão tocando. Um cirurgião pode ser capaz de ver a área claramente em uma tela, mas distinguir entre tecido saudável e algo problemático geralmente se resume à experiência e ao instinto, e não ao suggestions do próprio instrumento.
Esse é exatamente o problema que este novo sensor está tentando resolver. Durante os testes, os pesquisadores usaram-no em um bloco de gelatina mole com uma pequena esfera dura escondida embaixo, destinada a imitar um tumor dentro do tecido humano. O sensor detectou o objeto oculto detectando diferenças na rigidez à medida que ele se movia pela superfície. Em cirurgias robóticas, onde os médicos operam em espaços extremamente apertados e nem sempre podem confiar no toque direto, este tipo de suggestions tátil poderia tornar os procedimentos mais seguros, mais precisos e muito menos dependentes de suposições.
Ainda há trabalho a fazer antes que isso chegue à sala de cirurgia
Neste momento, estes resultados são ainda mais uma prova de que a ideia funciona, em vez de um avanço médico acabado. Os próprios pesquisadores admitem que ainda há muito a descobrir. Construir sensores tão pequenos com qualidade consistente em escala é muito mais difícil do que fazer uma única versão funcional em um laboratório. O processo de configuração também ainda precisa se tornar mais simples e confiável antes de poder ser usado de forma realista em hospitais. Além disso, o sensor ainda não foi submetido aos testes de estresse de longo prazo que os dispositivos médicos precisam antes que os médicos possam confiar neles durante procedimentos reais.
Mesmo assim, a ideia central por trás da tecnologia parece genuinamente promissora. Em vez de depender de múltiplas peças de detecção complicadas, o sistema usa uma configuração muito mais simples construída em torno de um único canal óptico e uma câmera. Esse tipo de design mais simples geralmente torna as tecnologias mais fáceis de melhorar e escalar ao longo do tempo, à medida que a engenharia amadurece. A equipe agora está trabalhando para encaixar o sensor em ferramentas cirúrgicas robóticas reais e testá-lo em ambientes mais próximos de salas de cirurgia reais. E embora um sensor do tamanho de um grão de arroz que possa “sentir” possa parecer uma pequena inovação no papel, pode tornar-se extremamente importante para os cirurgiões que guiam instrumentos robóticos através de espaços mais pequenos do que uma unha.
