A solda é omnipresente nas tecnologias médicas internas, desde pacemakers a próteses cocleares - a bateria, os componentes e a placa de circuitos são mantidos no lugar pela pasta, pré-formas, fio, esferas e fluxo da Indium Corporation. Mas um elemento é a chave para desbloquear o potencial futuro de uma prótese específica.
No romance de 1972 Cyborgo piloto de testes Steve Austin recebe próteses mecânicas para substituir partes do seu corpo destruídas num acidente. Dois anos mais tarde, a história fictícia foi adaptada ao pequeno ecrã pela televisão ABC sob a forma de "The Six Million Dollar Man". [Entre as suas próteses contam-se um braço biónico com força e destreza sobre-humanas e um olho esquerdo que é substituído por um olho amovível que contém uma câmara em miniatura.
Embora o livro, a série televisiva e os filmes subsequentes fossem todos obras de ficção, as partes biónicas do corpo já existem há décadas. Por exemplo, na década de 1970, Marvin Minsky, professor do MIT e pioneiro da inteligência artificial, criou um braço mecânico com 14 articulações, três cotovelos, controlado por computador e com músculos hidráulicos. Marvin acreditava que o feedback sensorial de alta qualidade chegaria um dia a uma fase em que os sistemas robóticos teleoperados avançados "se sentiriam e funcionariam de tal forma como as nossas próprias mãos que não notaríamos qualquer diferença significativa". Mas os implantes de olhos biónicos - mesmo os que têm objectivos básicos de visão - só recentemente começaram a ser desenvolvidos.
O primeiro olho biónico - Second Sight Medical Products' Sistema de prótese de retina Argus II - não era Aprovado pela FDA até 2013. As imagens da câmara de vídeo do Argus são transformadas em dados electrónicos e enviadas para uma prótese de retina implantada. Esse sistema contém apenas 60 pixéis a preto e branco. Avançando para os dias de hoje, e investigadores do Instituto de Tecnologia de Harbin, na China, e da Universidade de Northumbria, em Inglaterra pode ter decifrado o código de um dos principais obstáculos ao avanço da tecnologia dos olhos biónicos: reduzir o consumo de energia.
Biomimética é o estudo da natureza e dos fenómenos naturais - descrevendo soluções para problemas em ciência, engenharia e medicina a partir do mundo natural. Os olhos biomiméticos, que têm excelentes funções de imagem (por exemplo, grandes campos de visão e baixas aberrações), mostraram grande potencial nos domínios da prótese visual e da robótica. No entanto, o desenvolvimento da tecnologia tem progredido lentamente devido aos requisitos de processamento que consomem uma grande quantidade de energia. A chave para reduzir este consumo de energia? Índio.
Quando um dispositivo sináptico artificial é revestido com uma camada de índio reforçada por injeção de electrões, a condutividade eléctrica aumenta e o consumo de energia diminui drasticamente. Em comparação com as sinapses artificiais ópticas actuais, este dispositivo atinge um consumo de energia ultra-baixo de 68,9 aJ por pico - várias centenas de vezes inferior.
Há ainda outras questões que se colocam ao avanço dos olhos biomiméticos, incluindo a rigidez dos materiais atualmente disponíveis e as estruturas complexas dos dispositivos. Para obter informações de alta resolução do olho para o córtex visual, será necessária uma sinergia perfeita entre a capacidade de processamento e os avanços tecnológicos, o que provavelmente ainda está a décadas de distância. Mas o importante papel do índio na redução do consumo de energia destes dispositivos está a inspirar novas investigações sobre os futuros sistemas de visão artificial.
O Steve Austin, só com a sua câmara miniatura, teria provavelmente muita inveja.
Da autoria de Christian Vischi, especialista em MarCom, com contributos de David Socha, gestor de avaliação tecnológica.
Referência:
Hu, Yunxia, et al. "Ultralow Power Optical Synapses Based on MoS2 Layers by Indium-Induced Surface Charge Doping for Biomimetic Eyes" [Sinapses ópticas de potência ultrabaixa baseadas em camadas de MoS2 por dopagem de carga superficial induzida por índio para olhos biomiméticos]. Materiais avançados. 16 de outubro de 2021. DOI: 10.1002/adma.202104960
