Píxeis de toque adicionam tato à realidade virtual

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/11/2025

O sensor é formado por uma matriz de pontos controlados individualmente, incorporados em uma folha de látex fina e extensível.
[Imagem: Sylvia Tan/Northwestern University]

Tato virtual

Engenheiros desenvolveram o primeiro dispositivo háptico que atinge a "resolução humana", o que significa que ele corresponde com precisão às capacidades sensoriais da ponta do dedo humano.

Batizado de VoxeLite, o dispositivo fino, leve, flexível e vestível recria as sensações de toque com a mesma clareza, detalhes e velocidade que a pele detecta naturalmente.

Parecido com um curativo, o sensor envolve a ponta do dedo para proporcionar ao toque digital o mesmo realismo que as pessoas esperam das telas e dos alto-falantes atuais.

A ideia é transformar o modo como as pessoas interagem com os ambientes virtuais, incluindo sistemas de realidade virtual e realidade aumentada, que poderão se tornar mais imersivos. Tecnologias assistivas para pessoas com deficiência, interfaces humano-robô e telas sensíveis ao toque aprimoradas são outras possibilidades.

"O tato é o último grande sentido sem uma verdadeira interface digital," comenta Sylvia Tan, da Universidade Northwestern, que idealizou a nova tecnologia. "Temos tecnologias que fazem as coisas parecerem e soarem reais. Agora, queremos fazer com que as texturas e as sensações táteis pareçam reais. Nosso dispositivo está impulsionando a área nessa direção. Também o projetamos para ser confortável, para que as pessoas possam usá-lo por longos períodos sem precisar removê-lo para realizar outras tarefas. É como usar óculos o dia todo sem nem pensar neles."

Os nódulos macios funcionam como píxeis de toque, cada um capaz de pressionar a pele em alta velocidade e em padrões precisos.
[Imagem: Sylvia Tan/Northwestern University]

Píxel de toque

O sensor consiste em uma matriz de minúsculos nós controlados individualmente, incorporados em uma folha de látex fina e flexível. Esses nós macios funcionam como "píxeis 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 eletricamente condutora e um eletrodo interno. Quando uma pequena tensão elétrica é aplicada, gera-se eletroadesão. Embora esse termo seja usado para descrever diversos fenômenos físicos, neste caso ele se refere à passagem de uma corrente elétrica através de dois materiais, fazendo com que eles se unam, graças a atrações ou ligações químicas.

Primeiro, a eletroadesão foi utilizada para modular o atrito entre a ponta do dedo e a superfície lisa de uma tela sensível ao toque. Para isso, um campo elétrico altera o atrito, criando a ilusão de textura, mas sem envolver partes móveis. O próximo passo foi incluir a força eletrostática, que deu precisão e controle a cada píxel de toque ao permitir que ele "agarre" a superfície e se incline para pressionar a pele.

O resultado é uma força mecânica altamente localizada, de modo que cada píxel de toque empurra a pele. A aplicação de tensões elétricas mais altas aumenta o atrito durante o movimento, produzindo sensações táteis mais pronunciadas, para simular a sensação de uma superfície áspera. Por outro lado, voltagens mais baixas criam menos atrito e, portanto, a sensação de uma superfície mais escorregadia.

"Ao ser deslizado sobre uma superfície eletricamente aterrada, o dispositivo controla o atrito em cada nó, resultando em uma indentação controlável na pele," explicou o professor Edward Colgate. "Tentativas anteriores de gerar efeitos táteis resultaram em dispositivos grandes, desajeitados e complexos. O VoxeLite pesa menos de um grama."

O dispositivo pode transformar superfícies planas, como mapas, em matrizes táteis para pessoas com deficiência visual - seria como uma tela virtual em Braille, com os caracteres sendo desenhados dinâmica e continuamente.
[Imagem: Sylvia Tan/Northwestern University]

Resolução do dedo humano

Para criar sensações com resolução semelhante à humana, a equipe agrupou os nós bem próximos uns dos outros. Na versão mais densa do dispositivo, os nós são espaçados em cerca de 1 milímetro.

"A densidade dos nós é realmente importante para corresponder à acuidade humana," disse Tan. "Os nós precisam estar suficientemente distantes uns dos outros para que o corpo consiga distingui-los. Se dois nós estiverem a menos de um milímetro de distância, as pontas dos dedos só percebem um nó em vez de dois. Mas se os nós estiverem muito distantes, eles não conseguem reproduzir detalhes finos. Para criar sensações que pareçam reais, queríamos corresponder a essa acuidade humana."

O dispositivo pode operar no modo passivo, apenas detectando sensações, ou no modo ativo, gerando sensações táteis virtuais inclinando e pressionando rapidamente nós individuais conforme o usuário move o dedo sobre uma superfície lisa, que pode ser uma tela sensível ao toque, dando-lhe textura. Os nós podem se mover até 800 vezes por segundo, abrangendo quase toda a faixa de frequência dos receptores táteis humanos.

Em uma série de experimentos, voluntários usando o dispositivo identificaram padrões de direção - para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita - com até 87% de precisão. Eles também identificaram tecidos reais, incluindo couro, veludo cotelê e tecido atoalhado, com 81% de precisão.

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