2020-1 IHC aula 3 2 Tecnologia para explorar os sentidos - Tato - olfato e gustação

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Interação Humano Máquina e
Computador
Tecnologias para explorar os sentidos
Maria Alciléia Alves Rocha
2021
FLUMINENSE
3.2 Tato
 A pele é o maior órgão que reveste o corpo humano e compõe o sistema sensorial
somático, que é responsável pela percepção do contato, posicionamento corporal,
temperatura e dor. As sensações somáticas são mecanismos neurais que garantem a
percepção de informações sensoriais que ocorrem em todo o corpo (DOS SANTOS,
20--?). A pele dispõe de inúmeros mecanorreceptores, capazes de perceber deformações
provocadas pela energia mecânica, conforme ilustrado na Figura 1. 
Figura 1 – Mecanorreceptores da pele
Fonte: Markus (2011) 
Há vários tipos de receptores sensoriais mecânicos, de forma que o nosso cérebro
pode reconhecer a textura e a forma de um objeto, quando o manipulamos, tais como
(NISHIDA, 20--?; DOS SANTOS, 20--?): 
Terminações nervosas livres detectam estímulos mecânicos, térmicos e químicos
intensos que culminam na sensação de dor.
Discos de Merkel são encontrados em áreas que apresentam grande quantidade de
corpúsculos de Meissner, como nas pontas dos dedos. Entretanto, na pele com pelos,
pode-se encontrar também uma quantidade moderada de discos de Merkel. Esses
receptores percebem o toque contínuo de objetos sobre a pele e a pressão.
Corpúsculos de Meissner são sensíveis a vibrações de baixa frequência (20 – 40 Hz)
como movimentos de objetos na superfície da pele ou toque rápido. Localizam-se em
áreas de pele sem pelos (pele glabra) como a região dos lábios e da ponta dos dedos.
Corpúsculo de Krause é estimulado pela pressão e causa a sensação da pressão.
Corpúsculo de Pacini é sensível a vibrações de 150 a 300 Hz, caracterizando-se pela
compressão local e rápida dos tecidos. Localizam-se abaixo da pele e nas fáscias. 
Receptor do folículo piloso está localizado na base do pelo. Essa fibra nervosa é
estimulada por qualquer deslocamento do pelo, responsável pela sensação de movimento
e direção. 
Terminações de Ruffini localizam-se em camadas mais profundas dos tecidos, bem
como em cápsulas articulares. Nas articulações, as terminações de Ruffini atuam
sinalizando o grau de rotação da articulação.
Dentre os receptores, os de Pacini e de Meissner são considerados de adaptação
rápida, pois respondem apenas a estímulos passageiros, ou seja, só quando o estímulo
está sendo aplicado ou removido ou variando constantemente, se o estímulo perdurar,
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haverá sensação de que o estímulo está ausente (NISHIDA, 20--?). Por outro lado, os
receptores de Merkel e de Ruffini respondem continuamente à presença de estímulos, por
isso, são chamados de receptores de adaptação lenta (NISHIDA, 20--?).
Nishida (20--?) também explicou que ter a sensibilidade (aesthesia) sobre as
diferentes partes do corpo, ou a soma das partes, significa estar dotado do sentido
chamado somestesia. Contudo, dado que o tamanho do campo de recepção varia
conforme a região do nosso corpo, por exemplo, nas mãos e na face são pequenos e
numerosos em relação a outras partes do corpo, o cérebro possui uma representação
distorcida do corpo, como evidenciado pelo neurocirurgião Wilder Penfield e ilustrado pelo
homúnculo sensorial da Figura 2. A Figura 2 indica que as mãos, a face, os lábios e a
língua são muito mais sensíveis do que as demais partes do corpo.
Figura 2 – Sensory homunculus 
Fonte: de Clermont-Gallerande et al. (2018) 
As mãos são usadas como mecanismos básicos para interação com as máquinas
e computadores. Dentre os elementos das interfaces que requerem o tato das mão para
interação, destacam-se as teclas dos teclados, os botões de mouse e de outros
dispositivos, bem como dos ícones e padrões de movimento reconhecidos por telas
sensíveis ao toque (touch screen).
Em termos de acessibilidade, o deficiente visual pode comunicar-se através do
alfabeto Braille, baseado na percepção tridimensional dos relevos, que requer
combinação do sentido tátil e proprioceptivo. Para isso, utiliza-se das pontas dos dedos
com as quais tateia os relevos cunhados em uma superfície de papel ou de outro material.
Dentre as ideias concebidas para proporcionar a inclusão da interação baseada em
Braile, destacam-se teclados Braille, adesivos ou películas Braille para teclados, conforme
ilustrado na Figura 3. No Brasil, destacam-se as propostas do editor de textos Braille Fácil
(NCE e UFRJ, 2017), BraillePad (KRAMER et al. 2010) a impressora Fast Braille (DA
SILVA CRUZ, 2019 apud DE ECOA, 2019).
Figura 3 – Teclado Braille e Braillepad
Fonte: Kramer et al. (2010) 
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3.3 Olfato
O olfato é um sentido químico que envolve células sensoriais chamadas
quimiorreceptores, quando uma substância odorante as estimula, impulsos elétricos são
transmitidos ao cérebro (DRAGONETTI, 2017). Cardoso (2018) esclareceu que o epitélio
olfatório, que localiza-se no teto da cavidade nasal, contém células receptoras olfatórias,
de 3 cm3. São cerca de 10 milhões de neurônios bipolares com cílios olfatórios (LOPES,
2016). Através da Figura 4, Cardoso (2018) ilustrou a transdução olfativa efetuada por
neurônios sensitivos que formam o nervo olfatório ou craniano I e conecta ao neurônio
secundário no bulbo olfatório, que segue para a córtex olfativa. Fascículos do nervo
olfatório passam pela lâmina crivosa do osso etmoide (LOPES, 2016).
Figura 4 – Epitélio olfatório
Fonte: adaptado de Silverthorn (2010) apud Cardoso (2018) 
O córtex piriforme é uma região no cérebro responsável pelo processamento inicial
dos odores (percepção e discriminação), enquanto o córtex entorrinal rostral faz evocação
de memórias e associações de cheiros particulares. Além disso, as informações captadas
pelas células receptoras olfatórias também chegam a outros locais do sistema nervoso
central em associação, como sistema límbico responsável pelas emoções, córtex motora
e outros (CARDOSO, 2018). Dragonetti (2017) ressalta que o bulbo olfativo é parte do
sistema límbico, muitas vezes chamado de cérebro emocional, em consequência, o olfato
desperta lembranças e respostas poderosas instantaneamente, graças ao seu acesso à
amígdala (emoções) e ao hipocampo (aprendizado associativo), com geração de
emoções e aprendizado associativo, respectivamente. Dessa forma, a detecção de
odores pode despertar não só a memória olfativa, mas também remeter lembranças,
induzir ação terapêutica e alertar sobre perigos relacionados a inter-relação com o meio
ambiente (DRAGONETTI, 2017). 
Neste contexto, a aromacologia ou psicologia dos aromas é a área da ciência que
estuda as inter-relações entre psicologia e tecnologia de fragrâncias, a qual atua como um
importante recurso no estudo de detecção de odores, bem como seu mecanismo de ação,
interpretação e tradução da memória olfativa (CORAZZA, 2008 apud DRAGONETTI,
2017). Ademais, cabe diferenciar as áreas de aromaterapia e aromatologia. Segundo
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Conceição (2019), a aromaterapia é uma técnica terapêutica que visa promover a saúde
física, mental e emocional do indivíduo mediante o uso de óleos essenciais provenientes
de plantas aromáticas, enquanto a aromatologia consiste no ramo da ciência que estuda
as variadas aplicações dos óleos essenciais na terapia, gastronomia, psicologia,
marketing, cosmética, veterinária e outros segmentos. 
3.4 Gustação
A língua é um órgão muscular formado por fibras estriadas esqueléticas, localizada
na cavidade própria da boca, que desempenha importantes tarefas: gustação, fonação e
deglutição (MADEIRA; LEITE; RIZZOLO, 2016; AZEVEDO et al., 2016). Madeira, Leite e
Rizzolo (2016) descrevem que espalhadas por todo dorso e bordas marginais da língua,
existem papilas linguais que, dependendo de suas características morfológicas, são
denominadas de papilas circunvaladas, fungiformes e filiformes e folhadas, conforme
ilustrado na Figura 5. As papilas gustativassão também encontradas no palato mole,
epiglote e faringe (AZEVEDO et al., 2016).
Figura 5 – Calículos gustatórios na língua
Fonte: Lopes (2016)
A Figura 5 explicita que associado às papilas linguais existem corpúsculos ou
calículos gustatórios. De acordo com Lopes (2016), os seres humanos possuem cerca de
2000 calículos (botões) gustatórios, que são estruturas em forma de barril distribuídas no
epitélio da língua e reduzem seu número com a idade. O epitélio sobre cada corpúsculo
gustativo apresenta uma pequena abertura, o poro gustativo ou fosseta gustativa
(AZEVEDO et al. , 2016). Cada calículo tem de 4 a 20 células receptoras (neuroepiteliais),
que são estimuladas por substâncias em solução e contribuem para a percepção do
paladar (LOPES, 2016).
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Segundo Azevedo et al. (2016), existem quatro sensações gustativas
fundamentais: doce, amargo, ácido (azedo) e salgado, porém recentemente, foi
identificado o quinto sabor, denominado umami, o sabor do aminoácido glutamato que
promove um ligeiro aumento na salivação, o que permite melhor percepção do sabor dos
alimentos como um todo. Umami é uma palavra de origem japonesa, que significa
saboroso. A maioria dos botões gustativos responde a todos estes estímulos em graus
variados, mas cada papila tem maior grau de sensibilidade para uma ou duas das
sensações gustativas (AZEVEDO et al., 2016). Observam-se pela Figura 6, o ápice da
língua identifica o doce e salgado; o centro identifica o umami; as margens identificam o
azedo; e a parte posterior identifica o amargo.
Figura 6 – Sensibilidade das papilas linguais
Fonte: Fundação CECIERJ apud Dias e Fernandes (2011)
A percepção do sabor de um alimento depende do olfato, paladar e tato. O tato
informa sobre a temperatura e textura do alimento; pelo paladar, cada alimento ativa uma
combinação diferente de sabores básicos, tornado-o único; e alguns alimentos têm como
sabor o resultado da soma de seu sabor e aroma, percebidos simultaneamente
(FUNDAÇÃO CECIERJ, 2016). 
No sistema nervoso, o circuito neuronal responsável pelo controle do
comportamento emocional é o sistema límbico. As estruturas deste sistema estão
diretamente envolvidas com a natureza afetiva das sensações sensoriais, fazendo com
que as sensações sejam agradáveis ou desagradáveis, incluindo aquelas relacionadas a
gustação e olfação. Dragonetti (2017) ressaltou que a gustação e olfação são sentidos
químicos, e estão fortemente ligados às funções emocionais e comportamentais primitivas
do sistema nervoso, mas as relações entre esses sistemas, no que se refere à percepção
e identificação de odores, não foram totalmente desvendadas.
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3.5 Considerações sobre os sentidos humanos e IHM ou IHC
Nunes (2020) afirmou que as primeiras formas de interagir com máquinas se
deram por meio do uso de teclados e mouses. Essas tecnologias exploravam o tato.
Entretanto, a evolução da tecnologia e dos computadores permitiu o desenvolvimento de
novas formas de interagir com as máquinas. Algumas das formas mais modernas de
interação humano-máquina ou humano-computador são o touch screen, o
reconhecimento fácil e de gestos (motion capture ou eye tracking) em tecnologia haptic,
reconhecimento de voz e a interface cérebro máquina (ICM). Cannan e Hu (2011)
classificaram 5 diferentes tipos interação humano-máquina:
Tátil – baseada no toque, por exemplo, teclas de um teclado, botões do mouse, telas ou
tecidos sensíveis ao toque. Além dessas, existem interfaces com textura como as
proporcionadas pela Super Cilia Skin (SCS), apresentada por Hayes,Tichenor e Ishii
(2004) como na Figura 7, que consiste em uma pele artificial com feedback sensorial.
Interfaces texturais podem ter aplicações para: mediar uma comunicação interpessoal
remota mais rica emocionalmente, com a incorporação do sentido do tátil, o que torna a
comunicação mais rica e memorável; aprimorar a educação de crianças; projetar
ambientes interativos informativos e esteticamente atraentes (HAYES; TICHENOR; ISHII,
2004).
Figura 7 – Protótipo da Super Cilia Skin (SCS)
 
Fonte: Hayes, Tichenor e Ishii (2004)
Óptica – baseada na luz, esse tipo de interação é estimulado pela sensação da visão.
Os dispositivos que apoiam esse tipo de interação são telas e câmeras, mas podem
incluir hardware para visão computacional, realidade virtual e aumentada, bem como
lasers, sensores IR (Infra Red) e LED (Diodo Emissor de Luz). Um exemplo é WUW, uma
interface gestual vestível composta por uma câmera e um pequeno projetor montado em
um chapéu ou acoplado em um pingente como um dispositivo móvel vestível (MISTRY;
MAES; CHANG, 2009). A Figura 8 apresenta o uso do WUW e dos óculos VR (Virtual
Reality) em jogos digitais para estimulação cognitiva, inerentes aos sistemas de realidade
virtual e realidade aumentada.
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Figura 8 – Realidade virtual e aumentada
Fonte: adaptado de Mistry, Maes e Chang (2009) e Ota (201-?)
Acústica – baseada no som, pode envolver algoritmos para reconhecimento de voz e sua
tradução em texto ou controle de dispositivos. Dentre as tecnologias mais populares,
destacam-se o Google Assistente e a Alexa da Amazon. O Google Assistente pode ser
instalado em smartphones, smart TV ou outros dispositivos para apoiar a realização de
atividades cotidianas, através de comandos por voz. Esses sistemas aliados às
tecnologias IoT (Internet of Things) e integração com web services permitem desenvolver
sistemas inteligentes comandados por voz, por exemplo em, smart home e smart farm. A
Figura 9 apresenta duas telas do aplicativo E-Comfort, que permite controlar todos os
dispositivos da Pixel TI (lâmpada, plug, sensores, fechaduras, entre outros) pelo
smartphone ou assistente de voz, como Alexa e Google Assistente (HILDEBRAND, 2020).
Figura 9 – Telas do E-Comfort
Fonte: Hildebrand (2020)
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Cinética – palavra originada do grego kinētós, refere-se à parte da física que estuda as
mudanças do movimento produzidas pela força (MICHAELIS, 2021). Essa forma de
interação inclui tecnologias capazes de detectar o movimento como giroscópios e
acelerômetros, disponíveis em diversos modelos de smartphones. Outra tecnologia é o
Kinect, um sensor de movimentos desenvolvido para videogames. Cannan e Hu (2011)
ressaltam que, frequentemente, esses dispositivos não são usados sozinhos, mas
associados a dispositivos que exploram outros sentidos, como a visão e audição. A Figura
10 apresenta o uso do Kinect como equipamento de digitalização 3D aplicada à
documentação do patrimônio arqueológico no Brasil.
Figura 10 – uso do Kinect além do videogame
Fonte: Flickr apud Agência Globo (2016)
Biônica – baseada na combinação da biologia, robótica e computação, refere-se a
qualquer tecnologia que monitora os aspectos biológicos do corpo para executar alguma
função. Esse tipo de interação pode envolver tecnologias de eletrodos, eletroencelografia
(ECG) que registra as flutuações das ondas cerebrais, eletromiografia (EMG),
eletrooculografia (EOG) e BCI (Brain Computer Interfacing) que permite o controle de
dispositivos eletrônicos por comando cerebral. Um exemplo de aplicação controlada por
EMG é o Air Guitar Hero, demonstrado pela Microsoft como na Figura 11.
Figura 11 – Interação com o Air Guitar Hero
Fonte: Anthony (2012)
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Além desses tipos de interação humano-máquina, outras tecnologias permitem
explorar sentidos como olfato e paladar, caracterizando a realidade mista ou MR (Mixed
Reality) como o presente e futuro da IHM. Miyashita (2020) apresentou o Norimaki
Synthesizer, que permite sentir o gosto usando eletroforese iônica em cinco géis, de
forma que ao aplicar na língua, o usuário pode provar todos os cinco sabores.
Além disso, a máscara de realidade virtual apresentada na Figura 12, libera
odores, aquecee ventila (YUGE, 2019). Outro exemplo é o casulo virtual, um
equipamento de realidade virtual capaz de estimular simultaneamente cinco sentidos do
usuário: visão, audição, olfato, paladar e tato, com objetivo de imergir o usuário em uma
situação inexistente, fazendo com que ela pareça extremamente real (G1, 2009).
Figura 12 – Máscara de realidade virtual
Fonte: FeelReal Mask apud Yuge (2019)
A Ericsson lançou em 2019 o relatório intitulado “10 Hot Consumer Trends 2030”
com informações sobre o que os consumidores esperam em relação à tecnologia, com
base em um survey, realizado com 7.608 respondentes, idade entre 15 e 69 anos, de
regiões metropolitanas de diversos países, incluindo São Paulo. Os resultados indicaram
que a Internet dos Sentidos (Internet of Senses) pode definir o próximo capítulo sobre as
experiências online habilitadas para 5G (ERICSSON, 2019). O termo Internet dos
sentidos engloba nossa interação com a tecnologia envolvendo sentidos de visão,
audição, paladar, olfato e tato, possivelmente habilitada por tecnologias como Inteligência
Artificial (IA), Realidade Virtual (VR), Realidade Aumentada (AR), 5G e automação
(ITFORUM, 2019).
Em suma, os pensamentos e sensações nada mais são do que ondas elétricas
induzidas de determinada maneira, por intermédio de sensores e nervos. Ao mapear
estas ondas é possível interpretar o que se deseja e, com isto, repassar alguma
solicitação às máquinas ou receber alguma informação.
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Referências
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