Engenheiros no Japão estão tentando fazer com que os robôs imitem aquela expressão particularmente humana – o sorriso.

Eles criaram uma máscara facial a partir de células da pele humana e a anexaram a robôs com uma nova técnica que esconde a amarração e é flexível o suficiente para se transformar em uma careta ou em um sorriso mole.

O efeito é algo entre a máscara aterrorizante de Hannibal Lecter e a figura Claymation Gumby.

Mas os cientistas dizem que os protótipos abrem caminho para robôs mais sofisticados, com uma camada externa elástica e durável o suficiente para proteger a máquina e ao mesmo tempo fazê-la parecer mais humana.

Além da expressividade, o “equivalente à pele”, como chamam os pesquisadores, que é feito de células vivas da pele em laboratório, pode deixar cicatrizes, queimar e também se autocurar, segundo um estudo publicado em 25 de junho na revista Cell Reports Physical Science.

“Rostos e expressões semelhantes aos humanos melhoram a comunicação e a empatia nas interações humano-robô, tornando os robôs mais eficazes em funções de cuidados de saúde, serviços e companhia”, disse Shoji Takeuchi, professor da Universidade de Tóquio e principal pesquisador do estudo, em um comunicado. e-mail.

A pesquisa ocorre no momento em que os robôs estão se tornando mais onipresentes no chão de fábrica.

Havia 3,9 milhões de robôs industriais trabalhando em linhas de montagem de automóveis e eletrônicos e outros ambientes de trabalho em 2022, de acordo com a Federação Internacional de Robótica.

Um subconjunto do stock total de robôs inclui os chamados humanóides, máquinas concebidas com dois braços e duas pernas que lhes permitem trabalhar em ambientes que foram construídos para trabalhadores humanos, como fábricas, mas também em hotelaria, saúde e educação.

Carsten Heer, porta-voz da federação, disse que os humanóides eram “uma área excitante de desenvolvimento”, mas que a adoção no mercado de massa seria complexa e poderia ser limitada pelo custo.

Ainda assim, em Outubro de 2023, o governo chinês anunciou uma meta de humanóides produzidos em massa até 2025, o que previu que aumentaria enormemente a sua produtividade industrial.

Por décadas, engenheiros robóticos fizeram experiências com materiaisna esperança de encontrar algo que pudesse proteger o maquinário complexo de um robô, mas que fosse macio e leve o suficiente para uma ampla gama de usos.

Se a superfície de um robô ficar amassada ou arranhada, isso pode levar ao mau funcionamento da máquina, tornando a capacidade de auto-reparo uma “característica crítica” para robôs humanóides, disseram os pesquisadores no artigo.

O novo método de fixação da pele avança o campo nascente da robótica “biohíbrida”, que integra engenharia mecânica com engenharia genética e de tecidos, disse Kevin Lynch, diretor do Centro de Robótica e Biossistemas da Northwestern University.

“Este estudo é uma contribuição inovadora para o problema de ancoragem da pele artificial ao material subjacente”, disse o professor Lynch, acrescentando que “a pele viva pode nos ajudar a alcançar o Santo Graal da autocura da pele em robôs biohíbridos”.

Ele acrescentou que o estudo não aborda como a pele dos robôs se auto-curará sem apoio externo.

Para esses robôs, o desafio dos materiais se estende à verossimilhança – encontrar maneiras de imbuir a máquina com características que a façam parecer e se comportar mais como um ser humano, como a capacidade de sorrir.

Cientistas, incluindo o professor Takeuchi e seus colegas da Universidade de Tóquio, trabalham há anos com pele humana produzida em laboratório.

Em 2022, a equipe de pesquisa desenvolveu um dedo robótico coberto por pele viva, permitindo que o dedo da máquina se dobre como um dedo humano, dando-lhe tato para executar tarefas potencialmente mais precisas.

A equipe do professor Takeuchi tentou ancorar a pele com miniganchos, mas eles causaram rasgos à medida que o robô se movia. Então a equipe decidiu imitar os ligamentos, as minúsculas cordas de tecido solto que conectam os ossos.

Os membros da equipe fizeram pequenos furos em forma de V no robô e aplicaram um gel contendo colágeno, que tapou os furos e prendeu a pele artificial ao robô.

“Essa abordagem integra robôs rígidos tradicionais com peles biológicas e macias, tornando-os mais ‘humanos’”, disse Yifan Wang, professor assistente da escola de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, que pesquisa “robôs macios” que imitam criaturas biológicas.

A ligação da pele também dá a um robô biohíbrido o potencial de sensação, levando a ciência um passo mais perto da fantasia da ficção científica.

“Isso poderia criar oportunidades para o robô detectar e interagir com segurança com os humanos”, disse o professor Wang.

Os rostos dos robôs com pele artificial do laboratório do professor Takeuchi não têm capacidade de sentir toque, mudanças de temperatura ou outros estímulos externos.

O professor Takeuchi disse que esse é o seu próximo alvo de pesquisa.

“Nosso objetivo é criar uma pele que imite de perto a funcionalidade da pele real, construindo gradualmente componentes essenciais, como vasos sanguíneos, nervos, glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas e folículos capilares”, disse ele.

No lugar dos sistemas neurais que transmitem sensações no corpo humano, a eletrônica de um robô precisaria alimentar um sinal de sensor – um desenvolvimento que o professor Wang disse que exigiria muito mais tempo e pesquisa.