La piel artificial puede detectar objetos cercanos sin siquiera tocarlos


Una piel fabricada con dos capas de electrodos alrededor de una esponja infundida con iones es mejor para detectar que la piel humana porque puede detectar objetos cercanos y de qué están hechos.

Tecnología


25 enero 2023

La piel humana es sensible, pero una piel artificial podría ser aún mejor

Shutterstock/daily_creativity

Una piel artificial es incluso mejor que la piel humana para detectar objetos, porque puede detectar e identificar elementos que aún no ha tocado.

“La piel humana tiene que tocar algo para saber qué hay ahí”, dice Yifan Wang de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur. “La piel humana solo puede decir la suavidad o dureza de un objeto. Queríamos que nuestra piel artificial tuviera más funciones”.

Incluso sin tocar un objeto, la piel artificial de Wang y sus colegas puede detectar si está cerca y también puede discernir algunas pistas sobre el tipo de material del que está hecho. “Podemos decir si es una pieza de metal, plástico… o algún material biológico”, dice.

La piel está formada por dos capas exteriores de tela conductora recubierta de níquel que sirven como electrodos. Estos envuelven una esponja porosa empapada en líquido iónico, que es una sal en estado líquido que actúa como conductor de la electricidad. Las dos capas actúan como un condensador, almacenando energía eléctrica en un campo eléctrico.

La piel que se utiliza para detectar cinta de cobre.

La piel artificial que se usa en una mano robótica para detectar, desde la distancia, que esta cinta de cobre es metal.

Wang, HL et al. Pequeño, DOI: 10.1002/pequeño.202206830

Los iones en la esponja aumentan el rendimiento del capacitor, que mide efectivamente cuánto cambia la distancia entre las dos capas de electrodos. Esa capacidad de detectar pequeños cambios está detrás de cómo la piel artificial puede detectar que ha tocado algo.

El rendimiento de detección del condensador, que según Wang es entre 10 y 100 veces más sensible que un condensador estándar, significa que también puede detectar cambios muy pequeños en el campo eléctrico alrededor de la piel, lo que le permite detectar objetos cerca. Además, esos cambios sutiles pueden ayudarlo a identificar de qué tipo de material está hecho un objeto cercano.

En las pruebas, la piel logró detectar y clasificar con éxito una serie de objetos que se le acercaban como polímeros, metales o piel, indicados por cambios específicos en las medidas del capacitor.

“El proceso es relativamente simple. A medida que el componente se acerca al contacto, ingresa a los bordes del campo eléctrico de la estructura capacitiva”, dice Jonathan Aitken de la Universidad de Sheffield, Reino Unido. “Hay varias rutas futuras interesantes”, dice, pero en la actualidad la piel se basa en técnicas de aprendizaje automático para identificar cómo el objeto que detecta se compara con los datos de materiales conocidos.

Wang cree que la piel podría funcionar en un dedo robótico para permitir que los robots de fábrica entiendan mejor qué objetos recoger y cuáles dejar sin tener que agarrarlos, además de ser útil para las prótesis.

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