Piel artificial podría ayudar en rehabilitación e incorporar el tacto en la realidad virtual

sistema de sensores y actuadores
El sistema permite que la piel artificial se adapte a la forma exacta de la muñeca del usuario.

Al igual que nuestros sentidos de audición y visión, nuestro sentido del tacto juega un papel importante en la forma en que percibimos e interactuamos con el mundo que nos rodea. La tecnología capaz de replicar nuestro sentido del tacto, es conocida como retroalimentación háptica. Con la que se puede mejorar en gran medida las interfaces humano-computadora y humano-robot para aplicaciones como: la rehabilitación médica y la realidad virtual.

Esto de acuerdo con la información publicada en el artículo “Closed-Loop Haptic Feedback Control Using a Self-Sensing Soft Pneumatic Actuator Skin” (Control de retroalimentación háptica de ciclo cerrado utilizando una piel de actuador neumático suave autodetectable) en la revista Soft Robotics.

Los científicos del Laboratorio de Robótica Reconfigurable (RRL, Reconfigurable Robotics Lab) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL École Polytechnique Fédérale de Lausanne)  encabezado por Jamie Paik; y el Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Suaves (LSBI, Laboratory for Soft Bioelectronic Interfaces), encabezado por Stéphanie Lacour en la Escuela de Ingeniería, se han unido para desarrollar una piel artificial suave y flexible hecha de silicona y electrodos. Ambos laboratorios son parte del programa The National Centre of Competence in Research (NCCR) Robotics.

Piel artificial

El sistema de sensores y actuadores suaves permiten que la piel artificial se adapte a la forma exacta de la muñeca de un usuario; y por ejemplo proporcione una retroalimentación háptica en forma de presión y vibración. Los sensores de tensión miden continuamente la deformación de la piel para que la retroalimentación háptica se pueda ajustar en tiempo real y producir una sensación táctil lo más realista posible.

Esta es la primera vez que desarrollamos una piel artificial completamente suave donde se integran sensores y actuadores“, dice Harshal Sonar, autor principal del estudio. “Esto nos da un control de circuito cerrado; lo que significa que podemos modular de manera precisa y confiable la estimulación vibratoria que siente el usuario. Esto es ideal para aplicaciones portátiles, como para probar la propiocepción de un paciente en aplicaciones médicas“.

Háptica intercalada entre capas de silicona

La háptica es una tecnología para crear una experiencia táctil al aplicar fuerza, vibraciones o movimientos al usuario.

La piel artificial contiene suaves actuadores neumáticos que forman una membrana que puede inflarse bombeando aire hacia ella. Los actuadores se pueden sintonizar a presiones y frecuencias variables (hasta 100 Hz, o 100 impulsos por segundo). La piel artificial vibra cuando la membrana se infla y desinfla rápidamente.

En la capa superior de la membrana se encuentra el sensor; y contiene electrodos que son suaves hechos de una mezcla de galio líquido-sólido. Estos electrodos miden continuamente la deformación de la piel y envían los datos a un microcontrolador. Éste utiliza la retroalimentación para ajustar la sensación transmitida al usuario; en respuesta a los movimientos del usuario y los cambios en los factores externos.

La piel artificial puede estirarse hasta 4 veces su longitud original por hasta un millón de ciclos. Eso la hace particularmente atractiva para una serie de aplicaciones del mundo real. Por ahora, los científicos lo han probado en los dedos de los usuarios; y todavía se encuentran trabajando en mejorar la tecnología.

El siguiente paso será desarrollar un prototipo totalmente portátil para aplicaciones en rehabilitación y realidad virtual y aumentada“, dice Sonar. “El prototipo también se probará en estudios neurocientíficos. En donde se puede usar para estimular el cuerpo humano mientras los investigadores estudian la actividad cerebral dinámica en experimentos de resonancia magnética“.

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