SALUD Y MEDICINA


Crean piel sintética con vello que posee sensores funcionales en 3D

09/05/2022

CATEGORíA: Laboratorio científico MARCA: TU Chemnitz

Por primera vez, científicos de la Universidad Tecnológica de Chemnitz y Leibniz IFW Dresden desarrollan un nuevo enfoque para la miniaturización de unidades de sensores suaves, ultracompactas y altamente integradas para la sensibilidad táctil direccional en sistemas e-skin


Un equipo de investigación de Chemnitz y Dresden ha dado un gran paso adelante en el desarrollo de una piel electrónica sensible (e-skin) con pelos artificiales integrados. Las pieles electrónicas son sistemas electrónicos flexibles que intentan imitar la sensibilidad de sus homólogos de piel humana natural. Las aplicaciones van desde reemplazo de piel y sensores médicos en el cuerpo hasta piel artificial para robots humanoides y androides. Los pequeños vellos de la superficie pueden percibir y anticipar la más mínima sensación táctil en la piel humana e incluso reconocer la dirección del tacto. Los sistemas de piel electrónicos modernos carecen de esta capacidad y no pueden recopilar esta información crítica sobre su vecindad.

 

© Graphic: Research Group Prof. Dr. Oliver G. Schmidt

 

Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Oliver G. Schmidt, jefe de la Cátedra de Sistemas de Materiales para Nanoelectrónica y director Científico del Centro de Investigación de Materiales, Arquitecturas e Integración de Nanomembranas (MAIN) en la Universidad Tecnológica de Chemnitz, ha exploró una nueva vía para desarrollar sensores de campo magnético 3D extremadamente sensibles y dependientes de la dirección que se pueden integrar en un sistema e-skin (matriz activa). El equipo utilizó un enfoque completamente nuevo para la miniaturización y la integración de conjuntos de dispositivos 3D y dio un gran paso hacia la imitación del tacto natural de la piel humana. Los investigadores han publicado sus resultados en la edición actual de la prestigiosa revista Nature Communications.

 

Christian Becker, estudiante de doctorado en el grupo de investigación del Prof. Schmidt en MAIN y primer autor del estudio, dice: "Nuestro 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".

 

Pequeños pelos anticipan y perciben la dirección del tacto en tiempo real

El equipo de investigación logró integrar los sensores de campo magnético 3D con pelos finos enraizados magnéticamente en una piel electrónica artificial. La piel electrónica está hecha de un 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 pueden detectar 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. Al igual que con la piel humana real, cada cabello en una piel electrónica se convierte en una unidad de sensor completa que puede percibir y detectar cambios en las inmediaciones. El acoplamiento magnetomecánico entre el sensor magnético 3D y la raíz magnética del cabello en tiempo real proporciona un nuevo tipo de percepción sensible al tacto mediante un sistema e-skin. Esta capacidad es de gran importancia cuando los humanos y los robots trabajan en estrecha colaboración. Por ejemplo, el robot puede detectar interacciones con un compañero humano con mucha antelación con muchos detalles justo antes de que se produzca un contacto previsto o una colisión no deseada.

 

Fuente: www.tu-chemnitz.de

 

 

 

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