Japão cria robô inédito com rosto carnudo e sorriso humano

Máscara facial criada por pesquisadores do Japão foi feita a partir de células da pele humana

Engenheiros no Japão estão tentando fazer com que robôs imitem uma expressão particularmente humana: o sorriso.

Eles criaram uma máscara facial a partir de células de pele humana e a anexaram a robôs com uma técnica inovadora que esconde a ligação, e é flexível o suficiente para se transformar em uma careta ou em um sorriso suave.

O efeito é algo entre a máscara aterrorizante de Hannibal Lecter e o boneco de argila Gumby.

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 fazê-la parecer mais humana.

Além da expressividade, a "pele equivalente", como os pesquisadores a chamam, que é feita de células vivas da pele em um laboratório, pode cicatrizar, queimar e se autorregenerar, de acordo com um estudo publicado na revista "Cell Reports Physical Science", em junho.

"Rostos e expressões semelhantes aos humanos melhoram a comunicação e a empatia nas interações entre ser humano e robô, tornando as máquinas mais eficazes em funções de assistência médica, serviço e companhia" escreveu Shoji Takeuchi, professor da Universidade de Tóquio e pesquisador do estudo, em um e-mail.

A pesquisa surge à medida que os robôs se tornam mais onipresentes nas linhas de produção das fábricas.

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

Um subconjunto do estoque total de robôs inclui os chamados humanoides, máquinas projetadas com dois braços e duas pernas que lhes permitem trabalhar em ambientes construídos para humanos, como fábricas, mas também na hospitalidade, saúde e educação.

Carsten Heer, porta-voz da federação, disse que os humanoides eram “uma área de desenvolvimento empolgante”, mas que a adoção em massa no mercado seria complexa e poderia ser limitada pelo custo. Ainda assim, em outubro de 2023, o governo chinês anunciou uma meta de produção em massa de humanoides até 2025, prevendo que isso aumentaria muito sua produtividade industrial.

Durante décadas, engenheiros de robótica experimentaram materiais, esperando encontrar algo que pudesse tanto proteger a complexa maquinaria do robô quanto ser macio e leve o suficiente para uma ampla gama de usos.

Se a superfície de um robô for danificada ou arranhada, isso pode levar a um mau funcionamento da máquina, tornando a capacidade de auto-reparo uma “característica crítica” para humanoides, de acordo com os pesquisadores do estudo.

O método inovador de fixação da pele avança o campo emergente da robótica “biohíbrida”, que integra engenharia mecânica com engenharia genética e de tecidos, segundo Kevin Lynch, diretor do Centro de Robótica e Biossistemas da Universidade Northwestern.

— Este estudo é uma contribuição inovadora para o problema de ancorar pele artificial ao material subjacente. A pele viva pode nos ajudar a alcançar o santo graal das peles autorregenerativas em robôs biohíbridos — afirmou Lynch. No entanto, de acordo com o professor, o estudo não aborda como a pele dos robôs se autorregenera sem suporte 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 humano, como a capacidade de sorrir.

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

Também em 2022, a equipe de pesquisa desenvolveu um dedo robótico coberto por pele viva, permitindo que o dígito da máquina se dobrasse como um dedo humano, dando-lhe a sensibilidade tátil para realizar tarefas mais precisas.

A equipe do professor Takeuchi tentou ancorar a pele com mini-ganchos, mas isso causaram rasgos quando o robô se movia. Então, a equipe decidiu imitar ligamentos, as pequenas cordas de tecido solto que conectam os ossos.

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

— Esta abordagem integra robôs rígidos tradicionais com peles biológicas macias, tornando-os mais 'parecidos com humanos' — explicou Yifan Wang, professor assistente na escola de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, que pesquisa “robôs macios” que imitam criaturas biológicas.

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

— Isso pode criar oportunidades para que o robô sinta e interaja com segurança com os humanos — disse o professor Wang.

Os rostos dos robôs com pele artificial no laboratório do professor Takeuchi não têm a capacidade de sentir toque ou mudança de temperatura ou outros estímulos externos.

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

— Nossa meta 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 — acrescentou ele.

No lugar dos sistemas neurais que transmitem sensação em um 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.