Sensor de luz para robôs médicos surpreende e irá para indústria e automação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/05/2026

O sensor, com apenas 1,7 mm, foi desenvolvido visando a área médica, mas o resultado foi mais versátil do que o esperado.
[Imagem: Jianlong Yang/Shanghai Jiao Tong University]

Luz para detectar o toque

Um sensor do tamanho de um grão de arroz permite medir forças e movimentos de torção em todas as direções. E ele faz isso usando luz, em vez da eletrônica tradicional.

Esse sensor multitarefa e miniaturizado permitirá que robôs, ferramentas robóticas e automatizadas e até dispositivos médicos "sintam" o que estão tocando, especialmente em escalas muito pequenas.

"Embora os sistemas de imagem modernos possam mostrar estruturas com clareza, eles não fornecem informações sobre interação física, como força ou torque, e os sensores de força existentes são frequentemente muito volumosos ou complexos para caberem em ferramentas em miniatura," disse Jianlong Yang, da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China.

O sensor foi construído anexando a uma fibra óptica uma ponta de elastômero macia, que se deforma ligeiramente ao entrar em contato com um objeto. Mesmo uma pequena deformação altera a distribuição da luz na cavidade óptica dentro da ponta, formando um padrão de luz que viaja através da fibra até uma câmera, que captura o padrão na forma de uma imagem.

A fibra preserva as informações espaciais nos padrões de luz transmitidos, permitindo que toda a detecção seja realizada através de um único canal óptico, sem fiação complexa ou múltiplos elementos sensores. A imagem é então analisada usando métodos baseados em dados para recuperar forças e torques em todas as direções.

"Ao permitir que as máquinas meçam força de contato, pressão, cisalhamento e torção, nossa tecnologia pode possibilitar que robôs detectem contatos inseguros precocemente e ajustem suas ações em tempo real, especialmente em ambientes pequenos e sensíveis," disse Yang.

"Não estamos medindo a força parte por parte, mas sim percebendo o estado geral de contato em uma única etapa. Acreditamos que essa mudança pode facilitar a criação de ferramentas compactas que consigam tanto ver quanto sentir," disse Yang.
[Imagem: Weiyi Zhang et al. - 10.1364/OPTICA.582941]

Tato para robôs-cirurgiões

Embora agora vise primariamente os robôs e equipamentos automatizados, a pesquisa começou com o objetivo de desenvolver uma tecnologia de sensoriamento óptico para cirurgias minimamente invasivas, sobretudo as realizadas por robôs-cirurgiões. As soluções atuais usam múltiplos elementos sensores e estruturas complexas, que os pesquisadores queriam substituir por um dispositivo simples e de baixo custo e que medisse em todas as direções simultaneamente.

"Os sistemas robóticos usados em cirurgias minimamente invasivas operam em espaços extremamente confinados, como dentro do olho ou através de estreitos canais cirúrgicos," detalhou Yang. "Ao tornar as ferramentas e os robôs mais seguros e precisos, essa tecnologia pode tornar os procedimentos médicos delicados mais controlados e reduzir o risco de danos acidentais."

Não por acaso, os primeiros testes de prova de conceito do novo sensor foram feitos no âmbito biomédico: O dispositivo conseguiu detectar variações de rigidez e localizar estruturas ocultas em modelos que simulam um tumor inserido no tecido. Em um teste de palpação tumoral, usando gelatina contendo uma inclusão esférica rígida para simular um tumor subsuperficial, o sensor foi capaz de detectar e localizar a inclusão. Esse tipo de informação pode auxiliar na orientação tátil e no mapeamento mecânico das intervenções minimamente invasivas.

Visando a comercialização, a equipe agora se dedicará aos desenvolvimentos adicionais necessários para garantir um desempenho confiável em larga escala e para integrar o sensor em um formato compacto e fácil de usar, que possa ser implementado tanto em equipamentos médicos quanto em robôs e equipamentos industriais.

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