Identificação automática de materiais

Um dedo artificial consegue identificar diferentes materiais, com mais de 90% de precisão, simplesmente tocando a superfície desses materiais.

A tecnologia pode ser útil para automatizar tarefas de fabricação robótica, como classificação e controle de qualidade, afirmam Zhou Li e colegas do Instituto de Nanoenergia e Nanosistemas de Pequim, na China, criadores do novo sistema sensorial.

Sensores de toque, capazes de obter dados sobre a superfície de um material, como pressão ou temperatura, não são novidade, mas sensores que podem reconhecer o tipo e a rugosidade das superfícies são muito menos comuns.

Li desenvolveu essa capacidade de identificar do que um material é feito usando sensores triboelétricos, que testam de forma não destrutiva a capacidade de um material de ganhar ou perder elétrons, além de discernir sua rugosidade – a triboeletricidade, também conhecida como eletrificação por contato, promete criar até mesmo materiais autoconscientes.

A equipe testou seu dedo robótico em centenas de amostras de 12 substâncias, incluindo madeira, vidro, silício e vários tipos de plásticos, usando as medições para treinar um sistema de aprendizado de máquina.

O dedo alcançou uma precisão média de 96,8%, superando os 90% de precisão em todos os materiais.

Dedo sensorial

O dedo robótico consiste em quatro pequenos sensores quadrados, cada um feito de um polímero diferente, escolhidos pelas diferentes propriedades elétricas. Quando os sensores se aproximam o suficiente da superfície de um objeto, os elétrons de cada quadrado interagem com a superfície de uma maneira ligeiramente diferente, que pode ser medida.

Esses sensores, alojados em um estojo semelhante a um dedo, são então conectados a um processador e a uma tela de LED, que apresenta o nome do material detectado.

Em um ambiente industrial, o processador pode ser conectado diretamente a um mecanismo de controle de fabricação. “Dedos inteligentes podem ajudar os robôs a verificar se os produtos atendem aos padrões de fabricação, em termos de composição e estrutura da superfície,” disse Li. “Nosso sistema também pode desempenhar um papel importante na classificação de materiais industriais.”

Antes de partir para as aplicações industriais, contudo, a equipe deverá agora garantir a robustez do seu sistema, para que ele possa operar durante longos períodos. Outro plano é combinar o dedo artificial com outros sensores, capazes de detectar coisas como fricção ou as bordas de um objeto.

Bibliografia:

Artigo: Artificial tactile perception smart finger for material identification based on triboelectric sensing
Autores: Xuecheng Qu, Zhuo Liu, Puchuan Tan, Chan Wang, Ying Liu, Hongqing Feng, Dan Luo, Zhou Li, Zhong Lin Wang
Revista: Science Advances
Vol.: 8, Issue 31
DOI: 10.1126/sciadv.abq2521