Un equipo de investigadores de la Washington State University (WSU) ha desarrollado una piel electrónica destinada a prótesis que logra detectar presión y temperatura con una precisión 10 veces mayor que los sensores comerciales que se utilizan en guantes. Este avance pretende brindar una experiencia táctil más cercana a la natural para quienes han sufrido amputaciones, allanando el camino hacia una adopción clínica más amplia.
El sistema es capaz de funcionar tanto en superficies planas como curvas ofreciendo una alta densidad de medición, y está diseñado para adaptarse a formas complejas de las extremidades. Esta combinación busca resolver un desafío persistente en dispositivos similares: mientras más personalizada es la piel electrónica para ajustarse a una forma específica, peor suele ser su capacidad de detección.
Los detalles de la investigación se publicaron en la revista científica Cell Reports Physical Science. En el estudio también se abordan otras limitaciones de las pieles electrónicas actuales: su alto costo, su baja resolución sensorial y la cobertura reducida de superficie. A esto se suma que la gran cantidad de datos generados por las matrices de sensores dificulta el procesamiento en tiempo real.
Fabricación personalizada mediante escaneo y geometría protésica
Los científicos crearon un sistema personalizable para prótesis que se adapta a la forma libre de las extremidades, con el objetivo de imitar mejor las capacidades sensoriales de la piel humana. Los módulos sensores son estructuras delgadas en capas que integran detectores de temperatura y presión.
Estos elementos permiten una percepción táctil similar a la humana y una identificación confiable de la textura de superficies y propiedades de los materiales. Hongyi Shen, estudiante de posgrado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales y primer autor del artículo, señaló que el enfoque “democratiza la producción de pieles electrónicas de grado médico, haciendo que la retroalimentación táctil avanzada sea viable para una adopción clínica generalizada”.
La fabricación se basa en un método de “escanear-modelar-imprimir”, que combina detección de alta densidad con producción personalizada en 3D. Kaiyan Qiu, profesor asistente y titular de la cátedra Berry Family en la misma escuela y autor de correspondencia del estudio, explicó que primero se escanea la prótesis y luego los sensores se distribuyen sobre esa geometría como un sistema de detección multimodal.
Qiu agregó que este procedimiento permite una cobertura continua sobre las regiones de forma libre de las prótesis. Otra diferencia práctica es que los módulos no requieren adhesivos: se ensamblan entre sí como piezas de un rompecabezas.
Transformar el tacto en señales nerviosas
Además de medir presión y temperatura, el proyecto apunta a reproducir la sensación del tacto, un campo conocido como estimulación háptica. Incluso una sensación parcial podría mejorar de forma significativa la capacidad de una persona amputada para realizar tareas cotidianas.
Los investigadores ya presentaron una solicitud de patente provisional ante la Oficina de Innovación e Investigación Empresarial de la universidad. El proyecto recibió apoyo parcial del programa National Science Foundation Research Traineeship in Next-Generation Robotics, conocido como NRT-LEAD.
Qiu destacó que el método principal de fabricación, basado en impresión 3D y corte láser, es relativamente simple y podría resultar de bajo costo y práctico. El trabajo también contó con financiamiento adicional del fondo de startup del profesor en la WSU y de los fondos de innovación Cougar Cage de la misma universidad.
El estudiante y primer autor del estudio afirmó que el trabajo “sienta una base” para una piel biónica completa que combine funciones de detección y de estimulación háptica en prótesis. El equipo ya está trabajando en un actuador que, en una etapa posterior, convertiría las señales captadas por la piel electrónica en estímulos capaces de indicar al usuario qué está tocando mediante la estimulación de nervios cercanos.
Shen, quien también participa en NRT-LEAD, expresó que mantiene desde hace tiempo un interés por ayudar a personas en rehabilitación y que su formación en sensores e impresión 3D confluyó en este proyecto. “Creo que lo que estamos haciendo en este proyecto algún día ayudará a hacerles la vida más fácil a las personas amputadas con nuestro dispositivo”, concluyó.
Fuente: Infobae