INVESTIGACIÓN Y DISEÑO


Yemas de dedos impresas en 3D: ¿el futuro mejorado de la sensibilidad robótica?

07/04/2022

CATEGORíA: Nuevos avances MARCA: University of Bristol


Investigadores de la Universidad de Bristol han desarrollado una yema de dedo impresa en 3D con la aparente sensibilidad de la piel humana. Esta técnica podría ayudar a los robots a ser más diestros y mejorar el rendimiento de las manos protésicas al darles un sentido del tacto incorporado.


Las máquinas pueden vencer al mejor jugador de ajedrez del mundo, pero no pueden manejar una pieza de ajedrez tan bien como un bebé. Esta falta de destreza robótica se debe en parte a que las pinzas artificiales carecen del fino sentido táctil de la yema del dedo humano, que se utiliza para guiar nuestras manos cuando recogemos y manipulamos objetos.

 

Dos artículos publicados en el Journal of the Royal Society Interface brindan la primera comparación en profundidad de una yema de un dedo artificial con grabaciones neuronales del sentido del tacto humano. La investigación fue dirigida por el Profesor de Robótica e Inteligencia Artificial, Nathan Lepora, del Departamento de Ingeniería Matemática de la Universidad de Bristol y con sede en el Laboratorio de Robótica de Bristol.

 

© https://www.bristol.ac.uk

 

“Nuestro trabajo ayuda a descubrir cómo la compleja estructura interna de la piel humana crea nuestro sentido del tacto humano. Este es un desarrollo emocionante en el campo de la robótica blanda: poder imprimir piel táctil en 3D podría crear robots que sean más diestros o mejoren significativamente el rendimiento de las manos protésicas al darles un sentido del tacto incorporado”, afirma el profesor Lepora.

 

El profesor Lepora y sus colegas crearon el sentido del tacto en la yema del dedo artificial utilizando una malla impresa en 3D de papilas en forma de alfileres en la parte inferior de la piel compatible, que imitan las papilas dérmicas que se encuentran entre las capas epidérmicas externa e interna de la piel táctil humana. Las papilas se fabrican en impresoras 3D avanzadas que pueden mezclar materiales blandos y duros para crear estructuras complicadas como las que se encuentran en la biología.

 

Descubrimos que nuestra yema del dedo táctil impresa en 3D puede producir señales nerviosas artificiales que parecen grabaciones de neuronas táctiles reales. Los nervios táctiles humanos transmiten señales de varias terminaciones nerviosas llamadas mecanorreceptores, que pueden indicar la presión y la forma de un contacto. El trabajo clásico de Phillips y Johnson en 1981 trazó por primera vez registros eléctricos de estos nervios para estudiar la "resolución espacial táctil" utilizando un conjunto de formas estriadas estándar utilizadas por los psicólogos. En nuestro trabajo, probamos nuestra yema del dedo artificial impresa en 3D mientras 'sentía' esas mismas formas rugosas y descubrimos una coincidencia sorprendentemente cercana a los datos neuronales”, comenta el profesor Lepora.

 

 

 

“Para mí, el momento más emocionante fue cuando miramos nuestras grabaciones de nervios artificiales de la yema del dedo impresa en 3D y parecían las grabaciones reales de hace más de 40 años. Esas grabaciones son muy complejas con colinas y depresiones sobre bordes y crestas, y vimos el mismo patrón en nuestros datos táctiles artificiales”, apunta el profesor Lepora.

 

Si bien la investigación encontró una coincidencia notablemente cercana entre la yema del dedo artificial y las señales nerviosas humanas, no fue tan sensible a los detalles finos. El profesor Lepora sospecha que esto se debe a que la piel impresa en 3D es más gruesa que la piel real y su equipo ahora está explorando cómo imprimir estructuras en 3D en la escala microscópica de la piel humana.

 

“Nuestro objetivo es hacer que la piel artificial sea tan buena, o incluso mejor, que la piel real”, afirma el profesor Lepora.

 

Fuente y fotos: https://www.bristol.ac.uk

 

 

 

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