Es seguro decir que las pantallas 3D no ocurren necesariamente en la naturaleza, a menos que se considere el cefalópodo, que incluye el calamar y el pulpo, como una pantalla viviente en 3-D que puede transformar su estructura y crear formas y texturas complejas con fines de camuflaje o control de arrastre (ver video). Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Iowa y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign está desarrollando una piel inteligente inspirada en el cefalópodo que se puede utilizar en pantallas 3-D, como interfaces para personas con discapacidad visual, y ayudar a reducir la resistencia de los vehículos marinos.

En un estudio publicado en Tecnologías de materiales avanzadas , el equipo, dirigido por Caterina Lamuta, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de Iowa, así como Sameh Tawfick y Nancy Sottos, profesores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, descubrió que el uso de fibras de polímero retorcidas y enrolladas para crear músculos artificiales podría producir pieles inteligentes ligeras que son capaces de realizar movimientos finos y modulación de la forma.

En cefalópodos, Los vóxeles están controlados por los músculos de las papilas del animal, que permiten que su piel adopte numerosas formas. sobresalen hacia afuera, y tomar nuevas formas en fracciones de segundos (ver video, ver video). El equipo se inspiró en las papilas de los cefalópodos para reproducir vóxeles de textura digital (DTV) a partir de músculos artificiales espirales retorcidos (TSAM). Con una tensión de entrada de solo 0,2 V / cm, Los TSAM proporcionan una carrera del 2000% y un perfil de rugosidad que varía desde unas pocas micras hasta un centímetro. "Estos músculos artificiales en espiral retorcidos y livianos tienen el potencial de reemplazar dispositivos pesados ​​y voluminosos basados ​​en actuadores eléctricos y neumáticos convencionales, ", dijo Lamuta." Actuamos esta piel usando pequeños impulsos eléctricos en lugar de fuentes de energía pesadas y compresores de aire ruidosos, lo que permite un movimiento más preciso y una facilidad de uso general ".

Un conjunto de TSAM controlados individualmente está incrustado en un material blando para reproducir un estirable y piel inteligente, capaz de realizar un número potencialmente ilimitado de texturas y formas de salida (ver video). "Los DTV proporcionan lo que llamamos texturas y patrones a pedido, ", dijo Lamuta." Debido a que nuestros DTV son tan livianos y flexibles, creemos que su uso puede allanar el camino para varias aplicaciones, que van desde el control de arrastre hidrodinámico de vehículos submarinos y robots, al desarrollo de pantallas 3-D y dispositivos de retroalimentación háptica para realidad virtual y cirugía robótica ".

El trabajo de Lamuta y su equipo fue apoyado por el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, la Oficina de Investigaciones Navales de los Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencias, y Fuerza Aérea de los Estados Unidos.