Al igual que nuestros sentidos de audición y visión, nuestro sentido del tacto juega un papel importante en la forma en que percibimos e interactuamos con el mundo que nos rodea.
La tecnología capaz de replicar nuestro sentido del tacto, también conocida como retroalimentación háptica, puede mejorar en gran medida las interfaces humano-computadora y humano-robot para aplicaciones como la rehabilitación médica y la realidad virtual.
Los científicos del Laboratorio de Robótica Reconfigurable (RRL) de EPFL, encabezado por Jamie Paik, y el Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Suaves (LSBI), encabezado por Stéphanie Lacour en la Escuela de Ingeniería, se han unido para desarrollar una piel artificial suave y flexible hecha de silicona y electrodos Ambos laboratorios son parte del programa NCCR Robotics.
El sistema de sensores y actuadores suaves de la piel permite que la piel artificial se adapte a la forma exacta de la muñeca de un usuario, por ejemplo, y proporciona 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 táctil lo más realista posible. El trabajo de los científicos acaba de ser publicado en Soft Robotics .
“Esta es la primera vez que desarrollamos una piel artificial completamente suave donde se integran sensores y actuadores”, dice Harshal Sonar, autor principal del estudio. “Esto nos da un control de circuito cerrado, lo que significa que podemos modular de manera precisa y confiable la estimulación vibratoria que siente el usuario. Esto es ideal para aplicaciones portátiles, como para probar la propiocepción de un paciente en aplicaciones médicas”.
La piel artificial contiene actuadores neumáticos suaves que forman una capa de membrana que puede inflarse bombeando aire hacia ella. Los actuadores se pueden sintonizar a presiones y frecuencias variables (hasta 100 Hz, o 100 impulsos por segundo). La piel vibra cuando la capa de membrana se infla y desinfla rápidamente. Una capa de sensor se encuentra en la parte superior de la capa de membrana y contiene electrodos suaves 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 los cambios en los factores externos.
La piel artificial puede estirarse hasta cuatro veces su longitud original por 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 haciendo mejoras en 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 usar para estimular el cuerpo humano mientras los investigadores estudian la actividad cerebral dinámica en experimentos de resonancia magnética”.
