YouBionic faz uma prótese de mão impressa em 3D

Com o Homem de Ferro observando, designer de tecnologia italiano Federico Ciccarese segura uma mão de plástico branco equipada com fios multicoloridos presos a um quadro eletrônico. Ele está prestes a iniciar uma demonstração de seu Mão YouBionic. Na janela atrás dele, o sol está se pondo – é noite em Milão – e à sua esquerda, um pôster em tamanho real de Tony Stark em traje totalmente metálico.

“Ele é meu assistente”, brinca Ciccarese. “E também meu herói e inspiração porque ele se preocupava com a humanidade.”

Ele vira a mão e seus dedos brancos e calcários se fecham em punho. Então eles abrem e a palma da mão se abre novamente. Por fim, o dedo indicador e o polegar formam um círculo, como se estivessem segurando um objeto pequeno e delicado.

Consideramos essas medidas um dado adquirido; todos nós fazemos isso mil vezes por dia sem pensar. Mas para as pessoas que perderam mãos ou dedos, estas ações simples são inatingíveis. Agarrar uma maçaneta é impossível, muito menos segurar uma caneta ou contar o troco. Ciccarese partiu para resolver esse problema. Sua mão YouBionic pode parecer ficção científica, mas o mecanismo é surpreendentemente simples, diz ele.

Quando queremos envolver um copo com os dedos ou pegar um pedaço de papel, nosso cérebro envia sinais aos nossos músculos. Esses sinais viajam através do nosso sistema nervoso central até os músculos na forma de impulsos elétricos. No corpo de uma pessoa saudável, esses sinais resultam em contrações musculares apropriadas, como movimentos e flexões dos dedos. No corpo de um amputado, o cérebro ainda gera os sinais, mas eles não chegam ao destino, porque as partes do corpo não estão lá. Mas se você anexar eletrodos ao músculo da parte restante do braço de um amputado, poderá ler os impulsos e traduzi-los em movimentos da mão – embora de plástico.

Os impulsos elétricos diferem em força, o que se traduz em contrações de diferentes escalas e movimentos de alcance diferente: impulsos mais baixos resultam em movimentos menores, impulsos mais altos em movimentos maiores uns.

Essa conversão é bastante simples, diz Ciccarese, graças ao Arduino, uma espécie de microcontrolador que permite criar dispositivos robóticos que interagir com o mundo usando sensores que sugam informações (neste caso, por meio de eletrodos) e atuadores – os pequenos motores que fabricam peças mecânicas mover. “Há eletricidade em todos os músculos do nosso corpo”, diz Ciccarese. “Quando o cérebro envia um impulso ao músculo, o sensor o lê e traduz em um número proporcional à contração e depois envia essa mensagem ao microcontrolador.”

São necessários três eletrodos para ler os impulsos elétricos de um músculo. Para fazer a mão YouBionic funcionar, Ciccarese coloca o eletrodo vermelho no centro do músculo, o azul na extremidade e o preto próximo ao osso próximo ao músculo. No futuro, para melhorar os movimentos, ele planeja usar eletrodos em múltiplos músculos.

Mas isso é apenas parte do apelo da mão YouBionic. A outra é a simplicidade de fabricação. Suas peças plásticas são impressas em 3D a partir de pó de náilon. Em um processo chamado sinterização, uma impressora 3D a laser aquece a poeira e a molda nas peças plásticas necessárias. “Neste momento mando um desenho para uma empresa que imprime”, diz Ciccarese, mas no futuro poderá ser feito em casa. Com tecnologia 3D ligeiramente diferente, como Modelagem de Deposição Fundida que constrói peças em camadas de plástico, os clientes da YouBionic seriam capazes de imprimir eles próprios suas peças de mão em 3D, de maneira fácil e barata. O Arduino, que roda em hardware de código aberto, também é barato, então Ciccarese espera que as mãos do YouBionic sejam muito acessíveis.

Ele prevê que os amputados serão capazes de atualizar o hardware e o software dos seus membros da mesma forma que atualizamos os nossos smartphones. Se houver uma atualização no software Arduino que torne o aperto do dedo mais rápido, basta baixar o código. Se houver uma atualização para o polegar que lhe proporcione uma melhor aderência à caneta, imprima em 3D a nova parte do polegar e jogue fora a desatualizada.

“No futuro, as pessoas poderão atualizar suas mãos biônicas baixando e imprimindo o modelo 3D mais recente”, diz ele. No momento, a mão é toda de plástico, exceto os fios, mas ele planeja adicionar pontos de borracha para melhorar a ação de pinçar.

Ciccarese diz que sua tecnologia também pode ser adaptada para amputados de pés. Mas ele também dá um passo adiante. Ele imagina que mesmo humanos saudáveis ​​podem achar uma terceira mão útil em algumas situações. Por que não dar uma mão extra – uma extremidade robótica indestrutível que não sente dor – a um bombeiro ou a outra pessoa que opera em condições extremas? E os astronautas que consertam as superfícies de suas naves também podem achar úteis as mãos operando fora de seus trajes.

“Comecei este dispositivo como uma prótese, mas pode ter muitas aplicações”, diz Ciccarese. “Espero poder fazer algo pela humanidade como o Homem de Ferro.”

Projetista de barcos durante o dia e aficionado por robótica à noite, Ciccarese começou a fazer experiências com a mão biônica há cerca de um ano. "Eu tenho 33 anos. Projetar barcos é bom, por que não, mas eu queria fazer algo importante para a humanidade”, diz ele, acrescentando que planeja permitir que amputados testem o YouBionic em 2015.

“No Twitter, conversei com o pai de uma criança de 5 anos que está sem cinco dedos. Ele está esperando que eu termine isso, para que seu filho possa tentar.”

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