Piel electrónica basada en el sistema nervioso sensorial humano

Un nuevo sistema nervioso artificial ha sido desarrollado por el profesor asistente Benjamin Tee y los investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS). La nueva tecnología fue creada por Tee y un grupo de investigadores y científicos del Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería de la Facultad de Ingeniería de la NUS. Tee y su equipo han estado desarrollando la nueva piel electrónica durante un año y medio, y él mismo ha estado trabajando en la tecnología durante mucho más tiempo. Ha sido su objetivo crear una tecnología que ayudaría a los robots y las prótesis a tener un mejor sentido del tacto.

El nuevo sistema se llama Piel Electrónica Codificada Asincrónica (ACES), y la investigación y el desarrollo se publicaron en Science Robotics el 18 de julio de 2019. Antes de este desarrollo, las pieles electrónicas tenían muchos cables y eran propensas a daños.

La nueva piel electrónica tiene el mismo sentido del tacto que la piel humana, y es ultra-alta respuesta. También es capaz de lidiar con daños mejor que la piel real. Tee explicó la tecnología y cómo, en algunos sentidos, es superior a la piel que tenemos en nuestros cuerpos.

“Los humanos usamos nuestro sentido del tacto para realizar todas las tareas diarias, como recoger una taza de café o dar un apretón de manos. Sin él, incluso perderíamos nuestro sentido del equilibrio al caminar. De manera similar, los robots necesitan tener un sentido del tacto para interactuar mejor con los humanos, pero los robots de hoy en día aún no pueden sentir objetos muy bien”.

Los investigadores de la universidad utilizaron el sistema nervioso sensorial humano como modelo. El sistema nervioso electrónico ACES detecta señales de manera similar al sistema nervioso humano, pero el ACES tiene una red de sensores y un solo conductor eléctrico. Esto es diferente a los grupos de nervios en la piel humana. El profesor Tee habló sobre las razones por las que la piel electrónica se modeló después del sistema nervioso sensorial humano.

“El sistema nervioso sensorial humano es extremadamente eficiente, y funciona todo el tiempo hasta el punto de que a menudo lo damos por sentado. También es muy robusto contra daños. Nuestro sentido del tacto, por ejemplo, no se ve afectado cuando sufrimos un corte. Si podemos imitar cómo funciona nuestro sistema biológico y hacerlo aún mejor, podemos lograr avances tremendos en el campo de la robótica, donde se aplican principalmente las pieles electrónicas”.

El sistema ACES es más rápido que el sistema nervioso sensorial humano. Puede detectar toques más de 1.000 veces más rápido. También puede diferenciar contactos físicos entre diferentes sensores. Puede hacer esto en menos de 60 nanosegundos, lo más rápido para la tecnología de piel electrónica. Otra ventaja de la piel electrónica es que puede determinar la forma, dureza y textura de los objetos en 10 milisegundos. Puede hacer esto debido a la alta fidelidad y velocidad de captura. Al igual que la piel humana real, la nueva piel electrónica es robusta contra daños físicos. La piel, humana o electrónica, está en constante interacción con el entorno exterior, lo que causa mucho daño. Debido a que el sistema ACES utiliza un conductor eléctrico con sensores independientes, la piel sigue siendo funcional siempre que haya al menos una conexión entre el sensor y el conductor.

Este nuevo desarrollo en tecnología se puede utilizar en muchas áreas diferentes, como aplicaciones de Inteligencia Artificial, como miembros prostéticos y interfaces de máquina humana. El profesor Tee habló sobre las posibilidades.

“La escalabilidad es una consideración crítica, ya que se requieren grandes piezas de piel electrónica de alto rendimiento para cubrir las áreas de superficie relativamente grandes de los robots y los dispositivos prostéticos. El ACES se puede emparejar fácilmente con cualquier tipo de capas de piel de sensor, por ejemplo, aquellas diseñadas para detectar temperaturas y humedad, para crear piel electrónica de alto rendimiento con un sentido del tacto excepcional que se puede utilizar para una amplia gama de propósitos”.

Esta tecnología seguirá desarrollándose, y es otro campo que se está moviendo rápidamente y produciendo oportunidades increíbles. Será especialmente útil en robótica, ya que es donde se aplica la mayoría de la piel electrónica en la actualidad.