Crean piel artificial con sentido del tacto

BBC Ciencia

La piel artificial está hecha de una matriz de semiconductores nanométricos.

Uno de los mayores desafíos de la ingeniería ha sido poder reproducir el sentido del tacto, pero ahora científicos en Estados Unidos lograron desarrollar un material con sensibilidad táctil.

Se trata de una piel electrónica o e-skin creada con cables semiconductores nanométricos que pueden recrear la percepción del tacto. 

Tal como expresan los investigadores en la revista Nature Materials, el material puede sentir presión con la misma sensibilidad de la piel humana. 

Eventualmente, agregan, esta tecnología podría aplicarse en áreas como la robótica, para robots que "tocan y sienten", y en prótesis capaces de restaurar el sentido del tacto a pacientes amputados.

"La idea es contar con un material que funciona como la piel humana, lo que significa incorporar la capacidad de sentir y tocar objetos", comenta el profesor Ali Javey, quien dirigió la investigación de la Universidad de California, en Berkeley.

Sentido del tacto

La novedosa piel está fabricada con semiconductores nanométricos de cristal que pueden ser integrados a una variedad de materiales, como plástico, papel o vidrio, para formar capas muy delgadas y flexibles.

Los científicos crearon el material colocando los semiconductores microscópicos en una matriz de píxeles que recubrieron con una delgada capa de caucho sensible a la presión.

Cada píxel contiene un transistor formado de cientos de cables semiconductores por los cuales pasa una corriente eléctrica que depende de la presión ejercida sobre la capa de caucho.

Con esta tecnología se podrían crear herramientas de precisión sensibles al tacto, por ejemplo, para operaciones quirúrgicas que serían mínimamente invasivas para el paciente

Prof. John Boland

Según los científicos, la e-skin puede detectar presión de 0 a 15 kilopascales (una cantidad comparable a la fuerza utilizada en actividades diarias como apretar una tecla mecanográfica o sostener un objeto). 

Hasta ahora, las investigaciones de piel artificial se han centrado en el uso de materiales orgánicos, porque estos son flexibles y pueden ser procesados con facilidad.

La nueva e-skin es totalmente inorgánica, lo cual ofrece más ventajas que los materiales orgánicos. 

"El problema es que los materiales orgánicos son malos semiconductores, así que los circuitos de los aparatos electrónicos que se hacen con ellos requieren altos voltajes para operar", afirma el profesor Javey.

"Por otro lado, los materiales inorgánicos, como el cristal de silicio, tienen propiedades eléctricas excelentes y pueden operar con baja potencia".

"También son más estables químicamente", agrega.

Su mayor desventaja, sin embargo, es que son poco flexibles y se fracturan fácilmente. Pero los investigadores lograron superar este problema utilizando cables microscópicos de silicio que pueden ser altamente flexibles.

Manipulación frágil

Los científicos creen que una de las principales aplicaciones de esta tecnología es la robótica, ya que podría superar uno de los mayores problemas que enfrentan actualmente los robots: la manipulación de objetos.

Hasta ahora, los ingenieros no han logrado adaptar la cantidad de fuerza que un robot debe ejercer para sostener una amplia variedad de objetos, tanto frágiles como pesados.

"Los seres humanos por lo general sabemos cómo sostener un huevo sin romperlo", dice Ali Javey.

"Si deseamos algún día construir un robot que pueda descargar la lavadora de platos, por ejemplo, debemos asegurarnos de que en el proceso no rompa las copas de vino".

La matriz está cubierta de caucho sensible al tacto.

"Pero también queremos que ese robot sea capaz de agarrar la olla con la sopa sin derramarla", añade el científico.

Además se espera que algún día la tecnología pueda ser utilizada para restaurar el sentido del tacto a pacientes con amputaciones.

Aunque esto, afirman los científicos, requerirá muchas más investigaciones para lograr la integración de los sensores electrónicos con el sistema nervioso humano.

Tal como le dijo a la BBC el profesor John Boland, del Centro CRANN de Nanociencia en Irlanda, el estudio "es un avance muy importante".

"En principio, no sólo podría devolverles a las personas el sentido del tacto, sino que además, a más corto plazo, puede tener aplicaciones como el desarrollo de herramientas sensibles al tacto".

"Si pensamos que una herramienta puede ser similar a una prótesis, como la extensión de una extremidad de una persona, con esta tecnología se podrían crear herramientas de precisión sensibles al tacto, por ejemplo, para operaciones quirúrgicas que serían mínimamente invasivas para el paciente", expresa el experto.

"Si logramos colocar este material sensible al tacto en instrumentos quirúrgicos, los cirujanos contarían con una herramienta muy poderosa para operar dentro del organismo humano con mucha más precisión".

El profesor Boland agrega que "quizás el aspecto más sobresaliente de este estudio es la forma en la que ha demostrado que es posible explotar las tecnologías de procesamiento ya establecidas para crear soluciones innovadoras de bajo costo para problemas técnicos importantes".
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