Avance en robótica: piel artificial

Asistentes de biotecnología han diseñado piel electrónica que puede detectar el tacto, en un paso importante hacia la robótica de última generación y prótesis.

Las pruebas de laboratorio responden a casi la misma presión  con la misma rapidez que la piel humana, informó Nature Materials

Siguen existiendo importantes obstáculos, pero la hazaña es un avance hacia la sustitución de los todavía torpes robots actuales, así como la creación de y brazos artificiales más inteligente, con sensibles mejoras táctiles.

“Los seres humanos saben cómo sostener un material frágil en sus manos, como un huevo, sin romperlo”, dijo Ali Javey de la Universidad de California en Berkeley, quien dirigió uno de los equipos de investigación.

“Si alguna vez tuviéramos robots que se encargaran de recoger la mesa,  por ejemplo, nos gustaría asegurarnos de que no romperán las copas de vino. Pero  también querríamos que pudieran agarrar una olla sin dejarla caer. “

El e-skin realizado por el equipo de Javey, comprende una matriz de nanocables de germanio y silicio laminado sobre una película pegajosa poliimida.

Posteriormente, el equipo instaló nano-transistores en la parte superior, seguido de una goma flexible, sensible a la presión.

El prototipo, que mide 49 centímetros cuadrados, puede detectar presiones que van desde o hasta 15 kilo-pascales, comparable a la fuerza utilizada para actividades diarias como escribir en un teclado.

Un enfoque diferente fue tomada por un equipo dirigido por Zhenan Bao de la Universidad de Stanford en California que se ha ganado una reputación como una de las químicas superiores de Estados Unidos.

Su enfoque fue utilizar una película de goma que reacciona según los cambios de espesor del material debido a la presión, y emplea condensadores, integrados en el material, para medir la diferencia. Sin embargo, no puede ser tensada ni estirada.

“El  tiempo de respuesta del material es comparable al de la piel humana, es muy, muy rápido, en cuestión de milisegundos o milésimas de segundo“, dijo Bao. “Eso significa que en términos reales que podemos sentir la presión de forma instantánea.”

Los logros son importantes hitos en inteligencia artificial, comentó John Boland, un nanocientífico en el Trinity College de Dublín, Irlanda, quien elogió en particular el uso de componentes  de bajo costo.

En la búsqueda de sustituir los sentidos humanos con electrónica, existen actualmente buenas opciones para la vista y el sonido, el olor y el sabor.

El tacto, sin embargo, es ampliamente reconocido como el mayor obstáculo. Incluso las acciones de rutina diaria, como lavarse los dientes, pasar las páginas de un periódico o vestir a un niño pequeño fácilmente derrotarían a los robots actuales.

Bao añadido advertencias importantes sobre los retos futuros. Uno trata de mejorar los nuevos sensores. Responden a la presión constante, mientras que en la piel humana sensaciones más complejas son posibles.

Esto se debe a las células sensibles a la presión en la piel puede enviar diferentes frecuencias de la señal – por ejemplo, cuando nos sentimos algo doloroso o agudo, la frecuencia aumenta, nos alertan sobre la amenaza.

Además, Bao advirtió, “conectar la piel artificial con el sistema nervioso humano será una tarea muy difícil. En última instancia, en un futuro muy lejano, nos gustaría hacer una piel, que actúe de modo similar a la piel humana y sea capaz de conectarse a las células nerviosas en el brazo. En un principio, el prototipo que nos imaginamos sería más como un dispositivo de mano, o tal vez un dispositivo que se conecta a otras partes del cuerpo que tienen sensibilidad.El dispositivo generaría un pulso que estimularía otras partes de la piel, dando un tipo de señal parecida a :mi mano está tocando algo, por ejemplo”.

En el futuro, la piel artificial podría disponer de sensores que respondan a productos químicos, agentes biológicos, temperatura, humedad, radiactividad o contaminantes.

“Esto sería especialmente útil en aplicaciones donde se deseara enviar robots a entornos peligrosos, incluido el espacio”, dijo Bao. “Podrían recoger información y enviarla de vuelta de modo seguro.”

Autor: Richard Ingham.

Enlace original: Artificial skin made in robotics breakthrough.