Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un dispositivo electrónico suave y flexible capaz de simular la sensación de presión o vibración cuando se lleva sobre la piel. Este dispositivo se informa en un artículo publicado en Robótica científicarepresenta un paso hacia la creación de tecnologías hápticas que puedan reproducir una gama más diversa y realista de sensaciones táctiles.
El dispositivo consta de un electrodo suave y estirable unido a un parche de silicona. Se puede usar como pegatina en la yema del dedo o en el brazo. El electrodo, en contacto directo con la piel, está conectado mediante cables a una fuente de alimentación externa. Al enviar una suave corriente eléctrica a través de la piel, el dispositivo puede crear sensaciones de presión o vibración dependiendo de la frecuencia de la señal.
“Nuestro objetivo es crear un sistema portátil que pueda utilizar señales eléctricas para proporcionar una amplia gama de sensaciones táctiles, sin causar dolor al usuario”, dijo la coautora principal del estudio Rachel Blau, investigadora postdoctoral de Nanoingeniería de UC en San Diego. Escuela de Ingeniería Jacobs.
Las tecnologías actuales que reproducen la sensación del tacto mediante estimulación eléctrica suelen provocar dolor debido al uso de electrodos metálicos rígidos, que no se adaptan a la piel. El espacio de aire entre estos electrodos y la piel puede provocar corrientes eléctricas dolorosas.
Para abordar estos problemas, un equipo de investigadores dirigido por Blau y Darren Lipomi, profesor del Departamento de Química y Nanoingeniería de la Familia Aiiso Yufeng Li en UC San Diego, desarrolló un electrodo suave y estirable que se adhiere perfectamente a la piel.
El electrodo está hecho de un nuevo material polimérico elaborado a partir de los componentes básicos de dos polímeros existentes: un polímero duro conductor conocido como PEDOT:PSS, y un polímero blando y expandible conocido como PPEGMEA. “Al optimizar la proporción de estos (bloques de construcción de polímeros), diseñamos molecularmente un material que es a la vez conductor y estirable”, dijo Blau.
El electrodo de polímero se corta con láser en un diseño concéntrico en forma de resorte y se une al sustrato de silicio. “Este diseño aumenta la capacidad de estiramiento del electrodo y garantiza que la corriente eléctrica se dirija a un punto específico de la piel, proporcionando así estimulación localizada para prevenir cualquier dolor”, dijo Abdul Hamid Abdal, Ph.D. estudiante del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego y segundo coautor del estudio. Abdal y Blau trabajaron con los estudiantes universitarios de nanoingeniería de UC San Diego, Yi Qie, Anthony Navarro y Jason Chin, para sintetizar y fabricar los electrodos.
En las pruebas, 10 participantes llevaron el dispositivo de electrodos en el brazo. Junto con científicos del comportamiento y psicólogos de la Universidad de Ámsterdam, los investigadores fueron los primeros en identificar el nivel más bajo detectable de corriente eléctrica. Luego ajustaron la frecuencia de la estimulación eléctrica, permitiendo a los participantes experimentar sensaciones clasificadas como presión o vibración.
“Descubrimos que al aumentar la frecuencia, los participantes sentían más vibración que presión”, dijo Abdal. “Esto es interesante porque biológicamente nunca se supo cómo la piel percibe la corriente”.
Los nuevos conocimientos podrían allanar el camino para el desarrollo de dispositivos hápticos avanzados para aplicaciones como la realidad virtual, las prótesis médicas y la tecnología portátil.
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Ingeniería de Rehabilitación y Discapacidad de la Fundación Nacional de Ciencias (CBET-2223566). Este trabajo se realizó en parte en la Infraestructura de Nanotecnología de San Diego (SDNI) en UC San Diego, miembro de la Infraestructura Nacional Coordinada de Nanotecnología, con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias (subvención ECCS-1542148).
