Los científicos de EPFL han desarrollado una piel artificial suave que proporciona retroalimentación háptica y, gracias a un sofisticado mecanismo de autodetección, tiene el potencial de adaptarse instantáneamente a los movimientos del usuario. Las aplicaciones de la nueva tecnología van desde la rehabilitación médica hasta la realidad virtual. La piel artificial podría ayudar a la rehabilitación y mejorar la realidad virtual.

Al igual que nuestros sentidos del oído y la vista, nuestro sentido del tacto juega un papel importante en cómo percibimos e interactuamos con el mundo que nos rodea. Y la tecnología capaz de replicar nuestro sentido del tacto, también conocida como retroalimentación háptica, puede mejorar enormemente las interfaces humano-computadora y humano-robot para aplicaciones como rehabilitación médica y realidad virtual.

Científicos del Laboratorio de Robótica Reconfigurable (RRL) de EPFL, encabezada por Jamie Paik, y Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Blandas (LSBI), dirigida por Stéphanie Lacour en la Escuela de Ingeniería, se han unido para desarrollar un suave, piel artificial flexible hecha de silicona y electrodos. Ambos laboratorios son parte del programa NCCR Robotics.

El sistema de la piel de sensores y actuadores suaves permite que la piel artificial se adapte a la forma exacta de la muñeca del usuario. por ejemplo, y proporcionar retroalimentación háptica en forma de presión y vibración. Los sensores de tensión miden continuamente la deformación de la piel para que la retroalimentación háptica se pueda ajustar en tiempo real para producir una sensación de tacto lo más realista posible. El trabajo de los científicos se acaba de publicar en Soft Robotics.

"Esta es la primera vez que desarrollamos una piel artificial completamente suave en la que se integran sensores y actuadores, "dice Harshal Sonar, el autor principal del estudio. "Esto nos da un control de circuito cerrado, lo que significa que podemos modular de forma precisa y fiable la estimulación vibratoria que siente el usuario. Esto es ideal para aplicaciones portátiles, como para probar la propiocepción de un paciente en aplicaciones médicas ".

Hápticos intercalados entre capas de silicona

La piel artificial contiene actuadores neumáticos suaves que forman una capa de membrana que se puede inflar bombeando aire en ella. Los actuadores se pueden ajustar a diferentes presiones y frecuencias (hasta 100 Hz, o 100 impulsos por segundo). La piel vibra cuando la capa de la membrana se infla y desinfla rápidamente. Una capa de sensor se asienta sobre la capa de la membrana y contiene electrodos blandos hechos de una mezcla de galio líquido-sólido. Estos electrodos miden continuamente la deformación de la piel y envían los datos a un microcontrolador, que utiliza esta retroalimentación para ajustar la sensación transmitida al usuario en respuesta a los movimientos del usuario y cambios en factores externos.

La piel artificial se puede estirar hasta cuatro veces su longitud original durante hasta un millón de ciclos. Eso lo hace particularmente atractivo para una serie de aplicaciones del mundo real. Por ahora, los científicos lo han probado en los dedos de los usuarios y todavía están mejorando la tecnología.

"El siguiente paso será desarrollar un prototipo totalmente portátil para aplicaciones en rehabilitación y realidad virtual y aumentada, ", dice Sonar." El prototipo también se probará en estudios neurocientíficos, donde se puede utilizar para estimular el cuerpo humano mientras los investigadores estudian la actividad cerebral dinámica en experimentos de resonancia magnética ".