Una piel electrónica elástica podría equipar a robots y otros dispositivos con la misma suavidad y sensibilidad táctil que la piel humana, abriendo nuevas posibilidades para realizar tareas que requieren una gran precisión y control de la fuerza.

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Una primera piel electrónica elástica podría equipar a robots y otros dispositivos con la misma suavidad y sensibilidad táctil que la piel humana, abriendo nuevas posibilidades para realizar tareas que requieren una gran precisión y control de la fuerza. La nueva piel electrónica elástica, desarrollada por investigadores de la Universidad de Texas en Austin, resuelve un cuello de botella importante en la tecnología emergente. La tecnología de piel electrónica existente pierde precisión sensorial a medida que el material se estira, pero ese no es el caso con esta nueva versión.

«Al igual que la piel humana tiene que estirarse y doblarse para adaptarse a nuestros movimientos, también lo hace la piel electrónica», dijo Nanshu Lu, profesora del Departamento de Ingeniería Aeroespacial e Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería Cockrell, quien dirigió el proyecto. «No importa cuánto se estire nuestra piel electrónica, la respuesta a la presión no cambia, y ese es un logro significativo».

La nueva investigación se publicó hoy en la revista Matter.

Lu visualiza la piel electrónica elástica como un componente crítico para una mano robótica capaz del mismo nivel de suavidad y sensibilidad al tacto que una mano humana. Esto podría aplicarse a la atención médica, donde los robots podrían controlar el pulso de un paciente, limpiar el cuerpo o masajear una parte del cuerpo.

¿Por qué es necesario un enfermero o fisioterapeuta robot? En todo el mundo, millones de personas están envejeciendo y necesitan cuidados, más de lo que el sistema médico global puede brindar.

«En el futuro, si tenemos más personas mayores que cuidadores disponibles, será una crisis mundial», dijo Lu. «Necesitamos encontrar nuevas formas de cuidar a las personas de manera eficiente y también gentil, y los robots son una pieza importante de ese rompecabezas».

Más allá de la medicina, los robots de atención humana podrían desplegarse en desastres. Podrían buscar personas lesionadas y atrapadas en un terremoto o un edificio derrumbado, por ejemplo, y aplicar cuidados en el lugar, como administrar RCP.

La tecnología de piel electrónica detecta la presión del contacto, lo que le permite a la máquina conectada saber cuánta fuerza usar para, por ejemplo, agarrar una taza o tocar a una persona. Pero, cuando la piel electrónica convencional se estira, también detecta esa deformación. Esa lectura crea ruido adicional que sesga la capacidad de los sensores para detectar la presión. Eso podría llevar a que un robot use demasiada fuerza para agarrar algo.

En las demostraciones, la elasticidad permitió a los investigadores crear sondas y pinzas inflables que podían cambiar de forma para realizar una variedad de tareas delicadas basadas en el tacto. La sonda inflada con piel se usó en sujetos humanos para capturar su pulso y ondas de pulso con precisión. Las pinzas desinfladas pueden sujetar un vaso de manera conforme sin dejarlo caer, incluso cuando se deja caer una moneda dentro. El dispositivo también presionó una crujiente cáscara de taco sin romperla.

La clave de este descubrimiento es un innovador sensor de presión de respuesta híbrida en el que Lu y sus colaboradores han estado trabajando durante años. Mientras que las pieles electrónicas convencionales son capacitivas o resistivas, la piel electrónica de respuesta híbrida emplea ambas respuestas a la presión. Perfeccionar estos sensores y combinarlos con materiales aislantes y de electrodos estirables permitió esta innovación de piel electrónica.

Lu, quien también está afiliada al Departamento de Ingeniería Biomédica, el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Familia Chandra, el Departamento de Ingeniería Mecánica Walker y el Instituto de Materiales de Texas, y su equipo ahora están trabajando hacia las aplicaciones potenciales. Están colaborando con Roberto Martin-Martin, profesor asistente en el Departamento de Ciencias de la Computación de la Facultad de Ciencias Naturales para construir un brazo robótico equipado con piel electrónica. Los investigadores y UT han presentado una solicitud de patente provisional para la tecnología de piel electrónica, y Lu está abierta a colaborar con empresas de robótica para llevarla al mercado.

Otros autores del artículo son Kyoung-Ho Ha y Sangjun Kim del Departamento de Ingeniería Walker; Zhengjie Li, Heeyong Huh y Zheliang Wang del Departamento de Ingeniería Aeroespacial e Ingeniería Mecánica; y Hongyang Shi, Charles Block y Sarnab Bhattacharya del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Familia Chandra. Ha es ahora investigador postdoctoral en el Instituto Querrey Simpson de Bioelectrónica de la Northwestern University, y Block es ahora estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias.

Fuente: Universidad de Texas en Austin