Grafeno e biossensores de sinais elétricos cerebrais

O material nanométrico abre cada vez mais portas para o futuro, dessa vez por meio do reconhecimento de comandos cerebrais.

Já não é novidade ver séries e filmes de ficção-científica abordando um futuro distópico no qual máquinas dominam o modo de viver e também a mente humana. Exemplos como “Black Mirror” e “Osmosis” nos oferecem um vislumbre de como hardwares podem viver em simbiose com o cérebro humano, fascinando e ao mesmo tempo assustando o espectador. Tudo isso parece exatamente o nome que dão para o gênero: ficção. Entretanto, pode não ser bem assim…

Graças a um projeto da Faculdade de Engenharia e Tecnologia da Informação da Universidade de Tecnologia de Sydney, em colaboração com o Centro de Inovação em Defesa do Exército Australiano, sensores aplicados na base da nuca são capazes de captar sinais neurais e os transmitir aos robôs, resultando assim na efetivação do comando pensado. Tal revolução foi publicada no último mês de março, no jornal científico ACS Applied Nano Materials, após passar pelo processo de revisão por pares.

​O grafeno, matéria-prima da tecnologia desenvolvida, é um material bidimensional composto por átomos de carbono arranjados em uma estrutura hexagonal, ou seja, um material nanométrico de apenas uma camada de átomos. Ele é considerado um dos materiais mais fortes, mais leves e mais condutores de eletricidade do mundo e, por isso, foi escolhido juntamente da sílica para o desenvolvimento do referido projeto. Com esses dois compostos, os pesquisadores fabricaram sensores que captam ondas cerebrais produzidas no córtex visual, que são posteriormente traduzidas a comandos a serem obedecidos.

A tecnologia, que não precisa de comandos manuais ou de voz, funciona mesmo fora de condições laboratoriais, a qualquer momento, em qualquer lugar. Ela torna redundantes interfaces como consoles, teclados, touchscreens e reconhecimento de gestos de mão.

Profª Francesca Iacopi, co-autora do estudo, da Universidade de Tecnologia de Sydney

Com o auxílio deste biossensor e também de lentes de aumento de realidade, o exército australiano mostrou com sucesso a utilidade da descoberta, controlando o movimento de um robô quadrúpede da empresa americana Ghost Robotics. O sucesso foi comprovado após análises demonstrarem uma precisão de 94% nos comandos sem um controle manual. Para melhorar, o professor Lin, co-autor do trabalho, ainda adicionou que a tecnologia consegue captar até nove comandos em dois segundos. Os detalhes atuais que eles buscam aperfeiçoar agora se resumem a ruídos ambientes e corporais, que seriam minimizados para uma melhor leitura dos sinais nervosos. 

O material usado na fabricação desses sensores, por ser muito mais resistente, traz como vantagens seu uso mais prolongado e a resistência a ambientes mais hostis. Além disso, problemas como corrosão e resistência ao contato com a pele e cabelo – já que o aparelho é posicionado na parte posterior da cabeça, no couro cabeludo – foram finalmente superados na síntese de um sensor chamados de “secos”, que consistem em dispositivos sem prata em sua composição. Antes dele, essa categoria de sensores resultava em resultados comparativamente insatisfatórios.

Embora os testes tenham sido realizados em contextos militares, a tecnologia em questão não é exclusiva para fins combativos, mas também em diversas áreas, tais como a indústria, a aviação e a saúde, quando a atuação humana vem associada a riscos. Seu uso pode ajudar pessoas com deficiência a controlar cadeiras de rodas e próteses, além de aliviar situações de risco como o desarmamento de bombas. É uma tecnologia promissora que pode ter um impacto significativo na melhoria da qualidade de vida das pessoas, e um passo mais perto de uma utopia tecnológica.

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Fonte: FAISAL, S. N. et al. Noninvasive Sensors for Brain–Machine Interfaces Based on Micropatterned Epitaxial Graphene. ACS Applied Nano Materials, online, mar. 2023.