Una nueva piel electrónica reacciona al dolor como la piel humana

El dispositivo podría ayudar a mejorar las prótesis, servir como alternativa a los injertos de piel y hacer que la robótica sea más inteligente.

Prototipo piel electrónica
RMIT University

Un grupo de investigadores de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, ha desarrollado una piel electrónica capaz de reaccionar al dolor como si fuera piel humana. El ingenio permitiría mejorar las prótesis, desarrollar alternativas no invasivas a los injertos de piel y hacer que la robótica sea más inteligente.

El prototipo presentado imita la respuesta de retroalimentación casi instantánea del cuerpo y puede reaccionar a las sensaciones dolorosas con la misma velocidad de iluminación que las señales nerviosas viajan al cerebro.

"Estamos sintiendo cosas todo el tiempo a través de la piel, pero nuestra respuesta de dolor solo se activa en un cierto punto, como cuando tocamos algo demasiado caliente o demasiado afilado. Ninguna tecnología electrónica ha sido capaz de imitar de forma realista esa sensación de dolor tan humana. Hasta ahora”, dice Madhu Bhaskaran, investigador principal.

"Nuestra piel artificial reacciona instantáneamente cuando la presión, el calor o el frío alcanzan un umbral de dolor. Es un paso crítico en el futuro desarrollo de los sofisticados sistemas de retroalimentación que necesitamos para ofrecer prótesis verdaderamente inteligentes y robótica inteligente”, continúa.

Y esto no es todo, el equipo de Bhaskaran ha desarrollado también dispositivos que utilizan electrónica estirable que puede detectar y responder a los cambios de temperatura y presión. La electrónica estirable es, para que nos entendamos, la evolución de la electrónica que permite crear dispositivos que se pueden enrollar, deformar, estirar… como si de gomas elásticas se trataran. Con un mayor desarrollo, la piel artifical estirable podría servir de alternativa no invasiva a los injertos de piel en los que el enfoque tradicional no funciona o no se puede realizar. "Necesitamos un mayor desarrollo para integrar esta tecnología en las aplicaciones biomédicas, pero los fundamentos (biocompatibilidad, estiramiento similar a la piel) ya están ahí", dijo Bhaskaran.

Mano
RMIT University

Tres tecnologías de la piel electrónica

La investigación, publicada en Advanced Intelligent Systems y presentada como una patente provisional, combina tres tecnologías pioneras previamente patentadas por el equipo. Son las siguientes:

-          Electrónica estirable, que combina materiales de óxido con silicona biocompatible para obtener dispositivos transparentes, irrompibles y llevables tan finos como si fueran pegatinas.

-          Recubrimientos reactivos a la temperatura que son mil veces más finos que un cabello humano. Están fabricados con un material que se transforma con el calor.

-          Memoria que imita al cerebro. Lo han logrado con células de memoria electrónica que imitan la forma en que el cerebro utiliza la memoria a largo plazo para recordar y retener información previa.

El prototipo de sensor de presión combina la electrónica estirable y las células de memoria a largo plazo. El sensor de calor integra, por su parte, los recubrimientos reactivos a la temperatura y la memoria, mientras que el sensor de dolor integra las tres tecnologías.

"Esencialmente hemos creado los primeros somatosensores electrónicos, replicando las características clave del complejo sistema de neuronas, vías neuronales y receptores del cuerpo que dirigen nuestra percepción de los estímulos sensoriales", dijo el investigador del doctorado Md Ataur Rahman.

"Mientras que algunas tecnologías existentes han utilizado señales eléctricas para imitar diferentes niveles de dolor, estos nuevos dispositivos pueden reaccionar a la presión mecánica real, la temperatura y el dolor, y ofrecer la respuesta electrónica correcta”, dijo Rahman. "Significa que nuestra piel artificial sabe la diferencia entre tocar suavemente un alfiler con el dedo o pincharse accidentalmente con él, una distinción crítica que nunca antes se había logrado electrónicamente".

 

Referencia: Artificial Somatosensors: Feedback Receptors for Electronic Skins. Md. Ataur Rahman, Sumeet Walia, Sumaiya Naznee, Mohammad Taha, Shruti Nirantar, Fahmida Rahman  Madhu Bhaskaran , Sharath Sriram. First published: 01 September 2020 https://doi.org/10.1002/aisy.202000094

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Por eso, escribir sobre salud no me parece mal plan. También me interesa la nutrición. Disfruto viendo vídeos de YouTube con guiris preparando comida saludable y me encantan los animales.

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