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O dispositivo vestível revoluciona a experiência em realidade virtual, permitindo que os usuários sintam texturas, impactos e outras sensações físicas em ambientes digitais
Um novo dispositivo vestível desenvolvido por engenheiros da Universidade Northwestern promete revolucionar como o tato pode ser simulado por meio da tecnologia. O equipamento, fino e flexível, adere à pele e proporciona uma série de sensações, como vibrações, pressão e torção.
Além de melhorar experiências em jogos e realidade virtual, os pesquisadores enxergam aplicações na área da saúde, como assistência a pessoas com deficiências visuais ou usuários de próteses.
O estudo sobre o dispositivo vestível foi publicado recentemente na revista Nature. Ele é um avanço na tecnologia vestível desenvolvida por John A. Rogers, especialista em bioeletrônica da Northwestern.
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“Nossos novos atuadores miniaturizados para a pele são muito mais capazes do que os simples ‘buzzers’ que usamos como veículos de demonstração em nosso artigo original de 2019”, disse Rogers.
O trabalho se baseia em uma pesquisa de 2019, também publicada na Nature, na qual foi introduzida a “RV epidérmica”. Essa tecnologia comunica o toque por meio de uma série de atuadores vibratórios em miniatura distribuídos na pele, com controle sem fio.
Nova geração de atuadores
Segundo Rogers, os novos atuadores miniaturizados são mais avançados do que os utilizados anteriormente. Eles permitem aplicar forças controladas em diferentes frequências e podem fornecer força constante sem a necessidade de energia contínua.
“Especificamente, esses pequenos dispositivos podem fornecer forças controladas em uma faixa de frequências, fornecendo força constante sem aplicação contínua de energia. Uma versão adicional permite que os mesmos atuadores forneçam um movimento de torção suave na superfície da pele para complementar a capacidade de fornecer força vertical, adicionando realismo às sensações“, afirmou.
Além disso, o novo modelo introduz um movimento de torção suave na superfície da pele, complementando a força vertical e tornando a sensação mais realista.
O desenvolvimento do dispositivo contou com a colaboração de diversos pesquisadores. Entre eles, Yonggang Huang, da Northwestern, Hanqing Jiang, da Westlake University na China, e Zhaoqian Xie, da Dalian University of Technology.
A equipe de Jiang foi responsável pela construção das pequenas estruturas que permitem o movimento de torção.
Estrutura e funcionamento
O dispositivo vestível é composto por uma matriz hexagonal de 19 pequenos atuadores magnéticos encapsulados em um material flexível de malha de silicone. Cada atuador pode gerar diferentes tipos de estímulo tátil.
A comunicação ocorre via tecnologia Bluetooth, recebendo dados de um smartphone para converter informações ambientais em sensorial.
Apesar de ser alimentado por uma pequena bateria, o design “biestável” do equipamento otimiza o consumo energético. Ele pode manter duas posições estáveis sem demandar energia constante. Quando os atuadores pressionam para baixo, armazenam energia na pele e na estrutura interna do dispositivo.
Quando empurram para cima, liberam a energia acumulada, utilizando somente uma pequena quantidade de carga para o acionamento. Esse sistema eficiente permite um maior tempo de operação sem necessidade de recarga frequente.
Matthew Flavin, primeiro autor do artigo, destacou a importância desse mecanismo. Ele explicou que a tecnologia aproveita a elasticidade natural da pele para armazenar energia. Assim, o dispositivo pode oferecer sensorial sem depender de uma fonte de alimentação constante.
“Em vez de lutar contra a pele, a ideia era, em última análise, usar a energia armazenada na pele mecanicamente como energia elástica e recuperá-la durante a operação do dispositivo”, disse Matthew Flavin. “Assim como esticar um elástico, comprimir a pele elástica armazena energia. Podemos então reaplicar essa energia enquanto fornecemos sensorial, e essa foi, em última análise, a base de como criamos esse sistema realmente eficiente em termos de energia.“
Flavin, que era pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Rogers, agora é professor assistente de engenharia elétrica e de computação no Georgia Institute of Technology.
Testes e aplicações do dispositivo vestível
Os pesquisadores realizaram testes com indivíduos saudáveis vendados para avaliar a capacidade do dispositivo de substituir estímulos visuais por estímulos mecânicos. Os participantes tiveram que evitar obstáculos, ajustar a posição dos pés para evitar tropeços e modificar a postura para melhorar o equilíbrio.
Em um dos testes, um voluntário precisou atravessar um caminho com obstáculos. Conforme se aproximava dos objetos, o dispositivo emitia na forma de leves impulsos no canto superior direito do sensor.
À medida que a proximidade aumentava, o estímulo tornava-se mais intenso e se deslocava para o centro do dispositivo.
Mesmo com um curto período de adaptação, os participantes conseguiram modificar seus movimentos em tempo real. Isso demonstra que o dispositivo pode substituir informações visuais por informações mecânicas, permitindo que usuários percebam o ambiente de uma nova maneira.
Segundo Flavin, o equipamento pode desempenhar um papel semelhante ao de uma bengala branca, oferecendo informações adicionais que não são captadas por dispositivos convencionais.
Tecnologia vestível: Uma nova forma de percepção
O estudo mostrou que o sistema pode fornecer uma versão primária de “visão” por meio de padrões hápticos transmitidos à pele. O dispositivo utiliza dados coletados por sensores de imagem 3D (LiDAR) disponíveis em smartphones, transformando-os em estímulos táteis.
Isso pode representar uma alternativa para pessoas com deficiência visual, ajudando-as a interpretar o ambiente ao seu redor sem depender da visão.
De acordo com Rogers, esse tipo de substituição sensorial permite uma percepção funcional e significativa do espaço, oferecendo uma nova possibilidade para melhorar a mobilidade e a autonomia de indivíduos com dificuldades visuais.
O avanço na tecnologia vestível demonstra o potencial de integração entre dispositivos eletrônicos e a biologia humana, ampliando os limites da interação entre máquinas e pessoas.
Com informações de SciTech Daily.
