Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un dispositivo electrónico suave y flexible que puede simular la sensación de presión o vibración cuando se usa sobre la piel. Este dispositivo informó en el artículo publicado. Robótica científicaes 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 flexible unido a un parche de silicona. Se puede llevar como pegatina en la yema del dedo o en el antebrazo. El electrodo, en contacto directo con la piel, se conecta a una fuente de alimentación externa a través de cables. 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 proporcionar una amplia gama de sensaciones táctiles utilizando señales eléctricas sin causar dolor al usuario», dijo la coautora del estudio Rachel Blau, investigadora postdoctoral en nanoingeniería en la Universidad de San Diego. Escuela de Ingeniería Jacob.
Las tecnologías existentes que restauran el sentido del tacto mediante estimulación eléctrica a menudo causan dolor debido al uso de electrodos metálicos rígidos que no se adaptan a la piel. Los espacios de aire entre estos electrodos y la piel pueden provocar corrientes eléctricas dolorosas.
Para abordar estos problemas, Blau y un equipo de investigadores dirigido por Darren Lipomi, profesor de química y nanoingeniería de la familia Aiiso Yufeng Li en UC San Diego, desarrollaron un electrodo suave y flexible que se adapta perfectamente a la piel.
El electrodo está hecho de un nuevo material polimérico hecho de bloques de dos polímeros existentes: un polímero rígido y conductor conocido como PEDOT:PSS y un polímero blando y flexible conocido como PPEGMEA. «Al optimizar esta relación (bloque de construcción de polímero), diseñamos molecularmente un material que es a la vez conductor y flexible», dijo Blau.
El electrodo de polímero se corta con láser en un diseño concéntrico en forma de resorte y se fija a una base de silicona. «Este diseño mejora la capacidad de estiramiento del electrodo y garantiza que la corriente eléctrica se dirija a un lugar específico de la piel, proporcionando así estimulación localizada para prevenir el dolor», dijo Abdulhamed Abdal, Ph.D. estudiante del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego y el otro coautor del estudio. Abdal y Blau trabajaron en la síntesis y fabricación del electrodo con los estudiantes universitarios de nanoingeniería de UC San Diego, Yi Qie, Anthony Navarro y Jason Chin.
En las pruebas, 10 participantes llevaron el dispositivo de electrodos en el antebrazo. En colaboración con científicos del comportamiento y psicólogos de la Universidad de Amsterdam, los investigadores determinaron primero 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 a medida que aumentamos la frecuencia, los participantes sintieron más vibración que presión», dijo Abdal. «Esto es interesante porque biofísicamente nunca se ha sabido exactamente cómo detecta la piel 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 respaldada por la Fundación Nacional de Ciencias (subvención ECCS-1542148).
