A tela 3D pode trazer o toque para o mundo digital

André Corselli

Imagine um iPad com uma superfície que pode se transformar e deformar, permitindo desenhar designs 3D, criar poemas haicais que saltam da tela e até mesmo segurar a mão do seu parceiro a um oceano de distância.

Essa é a visão de uma equipe de pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder. Num novo estudo – financiado pela National Science Foundation e publicado na Nature Communications – o grupo criou um display único que muda de forma e cabe numa mesa de jogo. O dispositivo é feito de uma grade de 10 por 10 de “músculos” robóticos macios que podem sentir a pressão externa e aparecer para criar padrões. É preciso o suficiente para gerar texto de rolagem e rápido o suficiente para agitar um copo de química cheio de fluido.

“À medida que a tecnologia progrediu, começamos enviando texto por longas distâncias, depois áudio e agora vídeo”, disse o co-autor Brian Johnson. “Mas ainda estamos sentindo falta de contato.”

O projeto tem origem na busca por um tipo diferente de tecnologia: os órgãos sintéticos. Em 2017, pesquisadores liderados pelo professor Mark Rentschler desenvolveram o que chamam de sTISSUE – órgãos moles que se comportam e parecem partes reais do corpo humano, mas são feitos inteiramente de materiais semelhantes ao silicone.

Ao desenvolver essa tecnologia, porém, a equipe teve a ideia de um display de mesa. A pesquisa faz parte do Programa de Ciência e Engenharia de Materiais.

Outras equipes de pesquisa desenvolveram tablets inteligentes semelhantes, mas a tela do CU Boulder é mais suave, ocupa muito menos espaço e é muito mais rápida. Cada um de seus músculos robóticos pode ser ativado até 50 vezes por segundo.

Aqui está uma entrevista exclusiva do Tech Briefs – editada para maior extensão e clareza – com Rentschler.

Resumos técnicos: Tenho certeza de que eram muitos para contar, mas qual foi o maior desafio técnico que você enfrentou ao desenvolver esta tecnologia?

Rentschler : Alguns dos principais desafios foram realmente a integração de tudo em um formato que realmente foi capaz de nos ajudar a demonstrar as capacidades desta abordagem. Colocarei isso como 1A, e 1B estaria apenas desenvolvendo as novas capacidades de detecção e integrando-as ao sistema.

Resumos técnicos: Você se importaria de explicar em termos muito simples como funciona?

Rentschler : Sim absolutamente. Então, em um nível básico, temos um sistema que é mais ou menos do tamanho de um jogo de tabuleiro – alguns metros por alguns metros de largura e apenas cerca de cinco a sete centímetros de altura. E é realmente uma matriz de pixels, então 10 pixels por 10 pixels, mas configuramos isso como um sistema modular. Assim, cada pixel tem um número de atuadores abaixo dele que são empilhados juntos, e isso permite que o pixel suba e desça. É uma célula pequena, e essa célula pequena tem cerca de cinco por cinco centímetros de largura, e essa célula pode subir e descer com base no que está sentindo e no esquema de controle que temos sob ela. Então, dentro dessa célula, temos os atuadores que sobem e descem, mas também temos sensores embutidos nela.

Temos partículas magnéticas na superfície do topo dele, então podemos medir a deformação vertical como está, expandida para cima, ou também se alguma coisa empurrar para baixo, podemos sentir isso. Então essa é uma célula individual, e então temos uma linha delas, então uma matriz 1x10 dessas células em uma linha, e é isso que consideramos um módulo. E então temos 10 dessas linhas empilhadas juntas, ou 10 desses módulos juntos na exibição que temos no artigo.

E então temos uma camada macia de silicone, que é a camada preta que fica espalhada por tudo. É uma folha muito fina, mas permite que seja uma superfície contínua. E assim podemos manipular um meio contínuo, sendo um líquido na superfície usando esses atuadores mais discretos que estão abaixo dele.

Resumos técnicos : Você disse que poderia usar esses órgãos artificiais para ajudar a desenvolver dispositivos médicos e/ou ferramentas cirúrgicas robóticas por um custo muito menor do que usar tecido animal real. Ao desenvolver essa tecnologia, porém, a equipe teve a ideia de um display de mesa. Como você decidiu sobre o display de mesa?