En desarrollo: piel electrónica que permite sentir con prótesis

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En desarrollo: piel electrónica que permite sentir con prótesis

piel electrónica

En Stanford (EEUU), el laboratorio de Zhenan Bao desarrolla materiales con el objetivo de crear una piel electrónica que aporte el sentido del tacto a las prótesis ortopédicas.

La mano humana cuenta con alrededor de 17.000 sensores del tacto que trabajan como nuestra conexión principal al mundo físico, siendo su principal función ayudarnos a percibir los objetos con los que interactuamos día a día. Lamentablemente un individuo que utilice una prótesis ortopédica en alguna de sus extremidades no puede de sentir nada, condicionando muchas de sus actividades del día a día.  

Teniendo como ideal cambiar esta situación, Zhenan Bao espera desarrollar una piel electrónica capaz de sentir que cubra las prótesis ortopédicas. La piel no se limitaría a sentir la presión, Bao espera que pueda procesar diferentes datos sensoriales e incluso hasta curarse al ser cortada.

Este sin duda es un proyecto ambicioso, se trata de un avance fundamental para que algún día las prótesis puedan llegar a conectarse al sistema nervioso y cuenten con sentido del tacto. Por el momento, es posible que una piel electrónica suave y con adherencia permita a las personas con miembros amputados o con quemaduras ser capaces de realizar tareas cotidianas, como coger algún objeto delicado, e incluso puede llegar contribuir a aliviar el dolor fantasma de los miembros amputados.

Transistor en material de goma

Un investigador construye un transistor en un material de goma elástica que actúa como una pegatina. A medida que la goma se despega del cristal, recoge una capa de nanotubos semiconductores de carbono, los cuales formarán el área activa del conmutador electrónico.

 

Buscando imitar (y en ciertos aspectos superar) las capacidades de las manos humanas, Bao plantea la posibilidad de que estas funciones como un material electrónico. La piel electrónica no solo debe ser sensible al tacto, debe también ser resistente, elástica, plegable y capaz de regenerarse, tal como aria la piel natural. El problema radica en que los materiales electrónicos tradicionales no poseen ninguna de estas cualidades.

Bao (quien además es una de los Innovadores Menores de 35 en 2003 de MIT Technology Review) trabaja en la piel electrónica desde 2010. En su ambicioso proyecto ha creado nuevos compuestos químicos para cada componente electrónico, la idea es remplazar los materiales rígidos como el silicio por otros más flexibles como las moléculas orgánicas, los polímeros y los nanomateriales.

Por ejemplo, uno de los materiales utilizados por el equipo de Bao es la goma elástica dado a que se asemeja más a las características de recuperación de la piel humana. Con esta premisa el equipo puede en algunos casos combinar los materiales electrónicos con la goma, aunque en otras ocasiones pueden construir las estructuras sobre ella. Para desarrollar un sensor táctil, los investigadores mezclan la goma con carbono con conductividad eléctrica. El voltaje que atraviesa esta goma con características conductivas varía cuando se ejerce presión sobre el material.

Areografo nano

Un aerógrafo cargado con tinta con nanopartículas de plata se utiliza para imprimir contactos eléctricos y cables sobre una plantilla.

 

Se pueden ver (a través de un microscopio) las diminutas pirámides que recubren un sensor táctil. Estas figuras de 50 micrómetros de ancho mejora la sensibilidad igual que las crestas papilares de nuestras huellas dactilares.

Se pueden ver (a través de un microscopio) las diminutas pirámides que recubren un sensor táctil. Estas figuras de 50 micrómetros de ancho mejora la sensibilidad igual que las crestas papilares de nuestras huellas dactilares.

Uno de los descubrimientos del equipo de Bao ha sido que al recubrir dichos sensores táctiles con un patrón piramidal a escala microscópica se mejora su sensibilidad al tacto, de forma similar a cómo funcionan las crestas papilares presentes en nuestras huellas dactilares. Estos revolucionarios sensores pueden ser tan sensibles como nuestra piel, llegando incluso a superarla.

En la piel de goma también pueden ser impresos transistores, cables eléctricos y otros componentes creando circuitos elásticos capaces de procesar los diferentes datos suministrados por los sensores táctiles colocados sobre una mano protésica.

Las puntas de los dedos de este maniquí de madera cuentan con un sensor táctil elástico conectado a unos cables eléctricos que transmiten los datos a un centro de control electrónico flexible situado en la palma de la mano.

En la actualidad el equipo de Bao se encuentra trabajando en materiales aún más peculiares. Han desarrollado un polímero artificial mucho más elástico que la piel humana que puede estirarse hasta 100 veces su longitud sin romperse. El mismo también funcional como un pequeño musculo artificial que se expande y contraer si se le aplica un campo eléctrico, tal como haría un musculo natural.


Crédito: Las imágenes de este artículo son obra de RC Rivera.
Protesica Colombia
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Ortopedia especializada en la elaboración de prótesis y órtesis de la más alta tecnología, localizada en Barranquilla, Colombia, y que brinda servicios en toda la región de la Costa Atlántica.

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