Jornal da PUC-SP

Estudantes de Engenharia Biomédica da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP) desenvolveram uma prótese biônica de mão capaz de reagir de forma autônoma a aumentos bruscos de temperatura. Produzido com impressão 3D, sensores e componentes eletrônicos de baixo custo, o protótipo busca reproduzir o reflexo natural que leva uma pessoa a afastar a mão de uma fonte de calor antes de sofrer uma lesão.

O trabalho foi realizado pelos estudantes Guilherme Kayo Odassi Soares, Letícia Barboza de Godoi e Matheus Barboza de Godoi, sob orientação do professor Ely A. T. Dirani. A pesquisa recebeu apoio do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (Pibiti), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e da PUC-SP.

Diferentemente de sistemas que aguardam a temperatura alcançar determinado limite para acionar um mecanismo de proteção, a tecnologia considera a velocidade da elevação térmica. Se o aumento ocorrer de forma acelerada, a prótese recua antes que a temperatura chegue a um nível potencialmente danoso. “Se a temperatura ambiente estiver em 25°C e subir rapidamente para 30°C, por exemplo, o reflexo já pode ser ativado. Se esperássemos a temperatura alcançar 50°C ou 60°C, a prótese poderia ter sido danificada”, explica Matheus, responsável principalmente pelo desenvolvimento do software.

O cálculo é feito com base na taxa de variação da temperatura ao longo do tempo. Todo o processamento ocorre em um microcontrolador ESP32, sem depender de serviços em nuvem ou de conexão com a internet para acionar o reflexo. “A utilização dos sensores e, sobretudo, o trabalho com as variações de temperatura, e não apenas com a temperatura absoluta, ajudam a tornar a prótese cada vez mais próxima de um membro biológico”, afirma Dirani. “O objetivo é desenvolver movimentos e reações mais naturais, que possam ocorrer independentemente da ação consciente do usuário.”

Tecnologia acessível

Além do mecanismo de proteção térmica, o protótipo reúne sensores de pressão, temperatura e movimento. Guilherme ficou responsável principalmente pelo hardware, desde a elaboração do circuito até a escolha dos componentes com melhor relação entre custo e desempenho. “O microcontrolador funciona como o cérebro do sistema, enquanto os sensores exercem o papel da pele. Buscamos componentes compatíveis com o objetivo do projeto e que pudessem ser empregados em uma solução de baixo custo”, diz o estudante.

A mão robótica também pode ser acessada por uma interface digital, que permite controlar os dedos, ajustar a força dos movimentos e consultar os registros dos motores e sensores. As informações auxiliam na calibragem do equipamento e na identificação de falhas.

A escolha da impressão 3D está relacionada à proposta de desenvolver uma solução funcional e mais acessível. Segundo Letícia, próteses dotadas de sensores e sistemas eletrônicos avançados costumam ter preços elevados, o que restringe o acesso de parte da população. “Começamos a pensar em como implementar essas funções em modelos mais acessíveis, como os produzidos por impressão 3D. Os sensores ajudam a proteger a própria prótese e podem prolongar sua vida útil”, afirma.

Para Dirani, a tecnologia assistiva deve ir além da substituição física de um membro e buscar devolver autonomia às pessoas amputadas. “Uma prótese não deve ser apenas uma peça sem ligação funcional com o corpo. Ela precisa receber informações e, quando possível, atuar de forma autônoma”, diz. “Se o usuário tiver de interromper uma atividade para pensar em retirar a mão de uma fonte de calor, o movimento deixa de ser natural.”

O próximo passo da pesquisa prevê o aperfeiçoamento da estrutura e o estudo de sensores mioelétricos, capazes de captar os sinais elétricos produzidos pela contração muscular do usuário e convertê-los em comandos para movimentar a prótese. “A ideia é posicionar os sensores ao redor do braço para captar a atividade elétrica dos músculos e transmitir essa informação ao circuito”, explica Guilherme.

Pesquisa será apresentada em Portugal

O artigo resultante do projeto, intitulado A Derivative-Based Predictive Thermal Reflex for Low-Cost Autonomous Prosthetic Hands (“Reflexo térmico preditivo baseado em derivada para mãos protéticas autônomas de baixo custo”, em tradução livre), foi aceito na 20ª Conferência Internacional sobre Inovações em Sistemas e Aplicações Inteligentes (Inista 2026).

O evento será realizado de 17 a 19 de setembro, em Guimarães, Portugal, com organização da Universidade do Minho. O trabalho deverá ser publicado nos anais científicos disponibilizados na plataforma IEEE Xplore.

Dirani destaca que a Engenharia Biomédica reúne conhecimentos de diferentes áreas para desenvolver soluções destinadas ao diagnóstico, ao tratamento, à reabilitação e à manutenção da saúde. “Com o aumento da expectativa de vida, cresce também a necessidade de tecnologias que preservem a autonomia e a qualidade de vida. A Engenharia Biomédica não desenvolve apenas equipamentos: desenvolve soluções para problemas humanos”, afirma.