As câmeras analógicas não são tão eficientes quanto os olhos biológicos. Se você já manuseou uma câmera reflex de lente única (SLR), especialmente se ela tivesse uma lente zoom acoplada, você sabe como elas são pesadas e como pode ser complicado e demorado ajustar seu foco.
Embora as SLRs digitais sejam mais rápidas, elas ainda não conseguem mudar o foco de maneira tão sutil e automática como seus próprios olhos fazem milhares de vezes por hora. As lentes da câmera são sólidas e volumosas e, diferentemente dos olhos, devem ser empurradas para frente e para trás para obter foco.
Mas agradeça à natureza por nos dar olhos suaves, pequenos e moles, que podem mudar instantaneamente do foco nas teias de aranha que brilham à nossa frente para o sol brilhando gloriosamente no horizonte. Mas embora tudo isso seja muito bom para nós, humanos, alguém poderia pensar nos robôs?
Independentemente de terem sido motivados a melhorar a qualidade de visão para WALL-E ou R2D2, Corey Zheng e Shu Jia, da Georgia Tech, criaram uma solução para eles: uma lente gelatinosa de hidrogel foto-responsiva, ou PHySL, que eles descrevem em seu Robótica Científica papel “Lente robótica macia fotorresponsiva bioinspirada.”
Inspirado nos músculos ciliares do olho humano, o PHySL troca lentes e engrenagens volumosas e quebráveis por polímeros macios de hidrogel (à base de água) que podem fazer o trabalho dos músculos da carne. Ele se adapta à distância focal necessária da mesma forma que nossos olhos – não telescópicamente para dentro e para fora, mas comprimindo e esticando.
Corey Zheng/Instituto de Tecnologia da Geórgia
Notavelmente, o PHySL não precisa de um sinal eletrônico para ajuste, mas responde à própria luz, permitindo um controle preciso através da iluminação de suas diferentes seções – ou como escrevem Zheng e Jia, “aproveitando um atuador de hidrogel dinâmico que aproveita autonomamente a energia óptica”, o PHySL permite “ajuste focal substancial através de controle totalmente óptico”. Ao dizer adeus aos antigos materiais rígidos, o novo sistema proporciona flexibilidade, durabilidade e maior segurança, principalmente se tocar em um ser vivo.
Mas voltando aos pobres pequenos robôs. Considerando que os robôs metálicos e andróides da Pixar e Guerra nas Estrelas se sai bem com olhos de vidro e polímero, há uma nova geração de máquinas autônomas chamadas robôs maciose junto com uma série de ferramentas biomédicas, algumas delas precisam funcionar na natureza ou dentro de criaturas vivas de maneira que não causem danos.
Devido ao seu design biomimético, os PHySLs são macios, de baixa potência e autônomos, ideais para cirurgias. endoscópios, bem como pinças estilo Inspector Gadget para mover objetos delicados. E devido à sua flexibilidade, os robôs flexíveis podem navegar em ambientes que, de outra forma, bloqueariam, danificariam ou destruiriam robôs rígidos.
Esses recursos de design com materiais macios também são ideais para tecnologia vestível, como sensores semelhantes à pele, e dispositivos internos, como implantes revestidos de hidrogel, porque podem se mover e esticar sem quebrar e cortar o ambiente ao seu redor.
Embora as garras e os propulsores (atuadores) incluam há muito tempo materiais macios e inteligentes, os designers não tiveram tanto sucesso em integrá-los aos sistemas ópticos, porque as lentes gelatinosas tradicionais geralmente exigiam bolsos cheios de líquido ou atuadores que não funcionavam sem a eletrônica. Adicionar esses elementos também adiciona complexidade, arrisca danos a ambientes delicados e requer amarração inconveniente. Mas através da ativação da luz, o PHySL dispensa a necessidade de eletrônicos e todos os aborrecimentos associados.
Com base no seu sucesso atual, Zheng e Jia planeiam continuar a melhorar o PHySL, empregando os mais recentes avanços em hidrogéis que respondem à luz mais rapidamente e com contrações mais poderosas, e estão a explorar como aplicar tais desenvolvimentos em câmaras. Eles até criaram um protótipo de câmera sem eletrônicos que integra o PHySL com um chip microfluídico personalizado e ativado por luz, que eles planejam usar em robôs flexíveis para visão sem eletrônicos.
Se o seu sistema funcionar, os moles descendentes de WALL-E e R2D2 podem esperar aventuras submarinas – ou em suas versões em miniatura à la Viagem Fantástica, aventuras dentro do seu próprio corpo.
Fonte: Tecnologia da Geórgia