Dispositivo semelhante a um band-aid permite que usuários “sintam” o mundo digital

Apesar de avanços em vídeo de alta definição e áudio realista, o toque digital ficou para trás. Em geral, os smartphones apresentam hoje simples vibrações e não consegue transmitir as informações ricas e detalhadas que as pontas dos dedos percebem naturalmente. Isso ocorre em parte porque a resolução espacial e temporal da pele é notoriamente difícil de simular.

“Este trabalho representa um grande avanço científico no campo da háptica [estudo do tato e do toque] ao introduzir, pela primeira vez, uma tecnologia que alcança ‘resolução humana’”, afirmou J. Edward Colgate, da Northwestern, pioneiro em háptica e autor sênior do estudo. “Ela é capaz de apresentar informações táteis à pele com a mesma resolução espacial e temporal do sistema sensorial.”

“Pense nos filmes muito antigos, quando o número de quadros por segundo era muito baixo e os movimentos pareciam truncados. Isso é baixa resolução temporal”, disse Colgate. “Ou pense nos primeiros monitores de computador, em que as imagens eram pixeladas. Isso é baixa resolução espacial. Hoje, ambos os problemas foram resolvidos para telas gráficas. Para telas táteis, porém, eles estão longe de ser solucionados. Na verdade, pouquíssimos pesquisadores sequer tentaram enfrentar os dois problemas ao mesmo tempo.”

Segundo a Universidade Northwest, ao combinar alta resolução espacial com um formato confortável e vestível, o VoxeLite pode transformar a forma como as pessoas interagem com ambientes digitais, incluindo sistemas de realidade virtual mais imersivos, tecnologias para pessoas com deficiência visual, interfaces humano-robô e telas sensíveis ao toque aprimoradas.

Segundo a universidade, o dispositivo apresenta uma matriz de pequenos nós, controlados individualmente, incorporados a uma folha de látex fina como papel e extensível. Esses nós macios funcionam como pixels de toque, cada um capaz de pressionar a pele em alta velocidade e em padrões precisos.

Cada nó é composto por uma cúpula de borracha macia, uma camada externa condutiva e um eletrodo interno oculto. Quando se aplica uma pequena voltagem, ocorre a eletroadesão — o mesmo princípio que faz um balão grudar na parede depois de esfregado. Na tecnologia desenvolvida anteriormente por Colgate e Peshkin, a eletroadesão era usada para modular o atrito entre a ponta do dedo e a superfície lisa de uma tela sensível ao toque. Nesses dispositivos, o campo elétrico altera o atrito para criar a ilusão de textura, sem partes móveis.

Já o VoxeLite aplica forças eletrostáticas de maneira precisa e controlada para fazer cada pequeno nó “agarrar” a superfície e se inclinar, pressionando a pele. Isso gera uma força mecânica altamente localizada, fazendo com que cada “pixel” de toque empurre a pele da ponta do dedo. Voltagens mais altas aumentam o atrito durante o movimento, produzindo pistas táteis mais pronunciadas para simular superfícies ásperas. Já voltagens mais baixas criam menos atrito e, portanto, a sensação de uma superfície mais escorregadia.

“Tentativas anteriores de gerar efeitos hápticos resultaram em dispositivos grandes, desajeitados e complexos. O VoxeLite pesa menos de um grama.”

A universidade explica ainda que o VoxeLite opera em dois modos: ativo e passivo. No modo ativo, o dispositivo gera sensações táteis virtuais ao inclinar e pressionar rapidamente nós individuais enquanto o usuário se move sobre uma superfície lisa, como a tela de um smartphone ou tablet. Os nós podem se mover até 800 vezes por segundo, cobrindo quase toda a faixa de frequência dos receptores de toque humanos.

Em uma série de experimentos, participantes usando o dispositivo reconheceram com precisão e consistência texturas virtuais, padrões e indicações de direção. Pessoas que usaram o VoxeLite identificaram padrões direcionais (para cima, para baixo, esquerda e direita) com até 87% de acerto. Também identificaram tecidos reais, como couro e veludo, com 81% de precisão.

No modo passivo, o dispositivo praticamente desaparece. Por ser extremamente fino, macio e conformar-se à pele, o VoxeLite não interfere em tarefas do mundo real nem bloqueia o senso natural do toque. Assim, os usuários podem transitar de forma fluida entre experiências reais e digitais.

Para versões futuras do dispositivo, a equipe da Northwestern imagina uma tecnologia que possa ser pareada com smartphones e tablets. Assim como fones de ouvido usam Bluetooth, o VoxeLite poderia, no futuro, sincronizar-se com dispositivos para transformar telas planas e lisas em interfaces texturizadas.

Isso poderia levar a experiências de compras online mais realistas, em que consumidores sentem tecidos antes de comprar. Também poderia resultar em mapas táteis para pessoas com deficiência visual ou jogos mais interativos, nos quais os jogadores sentem o esticamento de um elástico ou as pedras irregulares de um penhasco.

O estudo foi publicado na revista Science Advances.