Piel electrónica que responde al tacto y tiene pelos. Este es el avance que ha logrado un equipo de investigación del Centro de Investigación de Materiales, Arquitecturas e Integración de Nanomembranas en la Universidad Tecnológica de Chemnitz, en Alemania.
Los investigadores exploraron una nueva vía para desarrollar sensores de campo magnético en tres dimensiones extremadamente sensibles y dependientes de la dirección que se pueden integrar en un sistema de piel electrónica.
El equipo de investigadores utilizó un enfoque completamente nuevo para la miniaturización y la integración de matrices de dispositivos 3D y dio un gran paso hacia la imitación del tacto natural de la piel humana, reporta Muy Interesante.
Los científicos aseguran que este nuevo enfoque permite una disposición espacial precisa de elementos sensores funcionales en 3D que se pueden producir en masa en un proceso de fabricación paralelo. Dichos sistemas de sensores son extremadamente difíciles de generar mediante métodos establecidos de fabricación microelectrónica.
Similar al tacto de la piel humana
El núcleo del sistema de sensores presentado por el equipo de investigación es el llamado sensor de magnetorresistencia anisotrópica (AMR). Se puede usar un sensor AMR para determinar con precisión los cambios en los campos magnéticos. Los sensores AMR se utilizan actualmente, por ejemplo, como sensores de velocidad en coches o para determinar la posición y el ángulo de los componentes móviles en determinadas máquinas.
Para desarrollar el sistema de sensor, altamente compacto, los investigadores aprovecharon el llamado proceso de micro-origami, un proceso que permite plegar los componentes del sensor AMR en las tres dimensiones, lo cual, a su vez, garantiza que una gran cantidad de componentes microelectrónicos encajen en un espacio pequeño y los organicen en una geometría que no se puede lograr con ninguna tecnología de microfabricación convencional.
Los procesos de micro-origami se desarrollaron hace más de 20 años, y ahora se puede explotar todo el potencial de esta tecnología para nuevas aplicaciones como el desarrollo de la piel electrónica.
Pelos que anticipan y perciben la dirección del tacto en tiempo real
El equipo de investigación también logró integrar los sensores de campo magnético 3D con pelos finos enraizados magnéticamente en una piel electrónica artificial. Esta última se fabrica de material elastomérico en el que se incrustan la electrónica y los sensores, similar a la piel orgánica, que se entrelaza con los nervios.
Cuando el cabello se toca y se dobla, los sensores magnéticos 3D subyacentes detectan el movimiento y la posición exacta de la raíz magnética. Por lo tanto, la matriz de sensores no solo puede registrar el movimiento desnudo del cabello, sino que también determina la dirección exacta del movimiento.
Aplicaciones futuras
La innovadora piel electrónica desarrollada por el equipo de investigación tiene el potencial de revolucionar diversas áreas, transformando no solo la tecnología, sino también la forma en que interactuamos con el mundo.
Medicina (Prótesis, Rehabilitación)
Prótesis Sensitivas: Esta tecnología puede ser aplicada en prótesis, permitiendo a los usuarios sentir y percibir toques, temperaturas y texturas, similar a una piel real. Esto mejoraría enormemente la funcionalidad y la calidad de vida para las personas con amputaciones o discapacidades.
Rehabilitación: La integración de sensores de tacto en sistemas de rehabilitación podría proporcionar feedback en tiempo real para pacientes y terapeutas, permitiendo ajustes y mejoras personalizadas en los tratamientos.
Robótica
Robots Sensitivos: La piel electrónica podría dotar a los robots de una sensación táctil, permitiéndoles interactuar con su entorno de forma más precisa y sensible. Esto sería especialmente útil en robots que trabajan en estrecha colaboración con humanos o en tareas delicadas, como la cirugía asistida por robot.
Exploración y Rescate: Robots equipados con esta tecnología podrían ser utilizados en operaciones de búsqueda y rescate, donde la detección táctil precisa es crucial.
Realidad Virtual/Aumentada
Experiencias inmersivas: En el campo de la realidad virtual y aumentada, la piel electrónica podría ofrecer una experiencia verdaderamente inmersiva, permitiendo a los usuarios sentir y tocar objetos virtuales como si fueran reales.
Formación y Educación: La integración de la piel electrónica en simuladores podría mejorar la formación en áreas como la medicina, la aviación y la ingeniería, proporcionando una experiencia práctica más realista.
