Los investigadores han desarrollado un sensor de presión ultrafino que se puede conectar directamente a la piel y medir cómo los dedos interactúan con los objetos para producir datos útiles para aplicaciones médicas y tecnológicas. El sensor tiene un efecto mínimo sobre la sensibilidad y la capacidad de los usuarios para agarrar objetos, y es resistente a la rotura por frotamiento. El equipo también espera que su sensor se pueda utilizar para la nueva tarea de archivar digitalmente las habilidades de los artesanos.

Hay muchas razones por las que los investigadores desean registrar el movimiento y otros detalles físicos asociados con las manos y los dedos. Nuestras manos son nuestras herramientas principales para interactuar directamente con, y manipulando, materiales y nuestros entornos inmediatos. Al registrar la forma en que las manos realizan diversas tareas, podría ayudar a los investigadores en campos como el deporte y la ciencia médica, así como neuroingeniería y más. Pero capturar estos datos no es fácil.

"Las yemas de nuestros dedos son extremadamente sensibles, tan sensibles, De hecho, que una lámina de plástico superfina de unas pocas millonésimas de metro de grosor es suficiente para afectar las sensaciones de alguien, ", dijo el profesor Sunghoon Lee del Grupo Someya en la Universidad de Tokio." Por lo tanto, un sensor portátil para los dedos tiene que ser extremadamente delgado. Pero esto obviamente lo hace muy frágil y susceptible a daños por frotamientos o acciones físicas repetidas. Para superar esto, Creamos un material funcional especial que es delgado y poroso llamado sensor de nanomastilla ".

Lee y su equipo hicieron dos tipos de capas para sus sensores. Ambas capas se hicieron mediante un proceso llamado electrohilado, que se asemeja a una araña tejiendo su telaraña. Uno es una malla aislante de poliuretano con fibras de aproximadamente 200 nanómetros a 400 nanómetros de espesor, alrededor de una quincena del grosor del cabello humano. La segunda capa es una red de líneas similar a una plantilla que forma el componente electrónico funcional del sensor. Está hecho de oro y utiliza un marco de soporte de alcohol polivinílico, se encuentra a menudo en lentes de contacto, que después de la fabricación se lava para dejar solo las huellas de oro que sostenía. Varias capas se combinan para formar un sensor funcional de presión y movimiento.

"Realizamos un conjunto riguroso de pruebas en nuestros sensores con la ayuda de 18 sujetos de prueba, ", dijo Lee." Confirmaron que los sensores eran imperceptibles y no afectaban ni la capacidad de agarrar objetos a través de la fricción ". ni la sensibilidad percibida en comparación con realizar la misma tarea sin un sensor conectado. Este es exactamente el resultado que esperábamos ".

Esta es la primera vez en el mundo que se ha demostrado con éxito un sensor montado en la yema del dedo sin efecto sobre la sensibilidad de la piel. Y el sensor mantuvo su desempeño como sensor de presión incluso después de ser frotado contra una superficie con una fuerza de 100 kilopascales, aproximadamente equivalente a la presión atmosférica, 300 veces sin romperse. Una aplicación novedosa que al equipo le gustaría ver es el archivo digital de delicadas artesanías realizadas por artesanos o incluso el trabajo de cirujanos altamente calificados. Si estos procesos pueden registrarse, podría ser posible capacitar a las máquinas en cómo realizar tareas con un mayor grado de fidelidad que nunca antes.