Engenheiros da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, desenvolveram o primeiro dispositivo háptico que alcança a “resolução humana”, o que significa que o aparelho corresponde com precisão às capacidades sensoriais da ponta dos dedos humanos. Baptizado de VoxeLite, o dispositivo fino, leve, flexível e vestível recria as sensações de toque com a mesma clareza, detalhe e velocidade que a pele detecta naturalmente.
Semelhante a uma ligadura, o sensor envolve a ponta do dedo para proporcionar ao toque o mesmo realismo que as pessoas esperam das telas e altifalantes actuais.
De acordo com o site Inovação Tecnológica, a ideia é transformar a forma como as pessoas interagem com ambientes virtuais, incluindo sistemas de realidade virtual e realidade aumentada, que podem tornar-se mais imersivos. Tecnologias assistentes para pessoas com deficiência, interfaces humano-robô e telas tácteis aprimoradas são outras possibilidades.
“O tacto é o último sentido importante sem uma interface digital verdadeira”, afirma Sylvia Tan, que concebeu a nova tecnologia. “Temos tecnologias que fazem as coisas parecerem e soarem reais. Agora, queremos fazer com que as texturas e as sensações tácteis pareçam reais. O nosso dispositivo está a impulsionar o campo nessa direcção. Também o projectámos para ser confortável, para que as pessoas possam usá-lo por longos períodos sem ter de removê-lo para realizar outras tarefas. É como usar óculos o dia todo sem sequer pensar neles.”
O sensor consiste numa matriz de pequenos nós controlados individualmente, incorporados numa folha fina e flexível de látex. Esses nós macios funcionam como “pixels tácteis”, cada um capaz de pressionar a pele em alta velocidade e em padrões precisos.
“A densidade dos nós é realmente importante para corresponder à acuidade humana” disse
Sylvia Tan
Cada nó é composto por uma cúpula de borracha macia, uma camada externa electricamente condutora e um eléctrodo interno. Quando uma pequena tensão eléctrica é aplicada, gera-se electroadesão. Embora este termo seja usado para descrever vários fenómenos físicos, neste caso refere-se à passagem de uma corrente eléctrica através de dois materiais, fazendo com que se unam por atracção química ou ligação.
Primeiro, utilizou-se a electroadesão para modular o atrito entre a ponta do dedo e a superfície lisa de um ecrã táctil. Para isso, um campo eléctrico altera o atrito, criando a ilusão de textura, mas sem envolver peças móveis. O passo seguinte foi incluir a força electrostática, que proporcionou precisão e controlo a cada pixel táctil, permitindo que “agarrasse” a superfície e se inclinasse para pressionar contra a pele.
O resultado é uma força mecânica altamente localizada, de modo que cada pixel táctil empurra a pele. A aplicação de tensões eléctricas mais altas aumenta o atrito durante o movimento, produzindo sensações tácteis mais pronunciadas para simular a sensação de uma superfície áspera. Por outro lado, tensões mais baixas criam menos atrito e, portanto, a sensação de uma superfície mais escorregadia.
“Quando deslizado sobre uma superfície com ligação à terra, o dispositivo controla o atrito em cada nó, resultando numa indentação controlável na pele”, explicou o professor Edward Colgate. “As tentativas anteriores de gerar efeitos tácteis resultaram em dispositivos grandes, pesados e complexos. O VoxeLite pesa menos de um grama.”
Para criar sensações com resolução semelhante à humana, a equipa agrupou os nós muito próximos uns dos outros. Na versão mais densa do dispositivo, os nós estão espaçados a cerca de 1 milímetro uns dos outros.
“A densidade dos nós é realmente importante para corresponder à acuidade humana”, disse Tan. “Os nós precisam de estar distantes o suficiente para que o corpo possa distingui-los. Se dois nós estiverem a menos de um milímetro de distância, as pontas dos dedos percebem apenas um nó em vez de dois. Mas se os nós estiverem muito distantes, eles não podem reproduzir detalhes finos. Para criar sensações que pareçam reais, queríamos corresponder à acuidade humana.”
O dispositivo pode operar no modo passivo, apenas detectando sensações, ou no modo activo, gerando sensações tácteis virtuais ao inclinar e pressionar rapidamente nós individuais à medida que o utilizador move o dedo sobre uma superfície lisa, que pode ser um ecrã táctil, conferindo-lhe textura. Os nós podem mover-se até 800 vezes por segundo, cobrindo quase toda a gama de frequências dos receptores tácteis humanos.
Numa série de experiências, voluntários que usavam o dispositivo identificaram padrões direcionais — para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita — com até 87% de precisão. Identificaram também tecidos reais, incluindo couro, veludo cotelê e tecido atoalhado, com 81% de precisão.
