Novedosos biosensores listos para revolucionar la robótica controlada por el cerebro

Desarrollado por la profesora Francesca Iacopi y su equipo en la Facultad de Ingeniería e Informática de la UTS, el biosensor se adhiere a la piel de la cara y la cabeza para detectar las señales eléctricas que envía el cerebro. Estas señales luego se pueden traducir en comandos para controlar sistemas robóticos autónomos.

Se publicó un estudio del biosensor en el Journal of Neural Engineering.

El sensor está hecho de grafeno epitaxial, esencialmente múltiples capas de carbono muy delgado y muy fuerte, que crecen directamente sobre un sustrato de carburo de silicio sobre silicio. El resultado es una nueva tecnología de detección altamente escalable que supera los tres principales desafíos de la biodetección basada en grafeno:corrosión, durabilidad y resistencia al contacto con la piel.

"Hemos podido combinar lo mejor del grafeno, que es muy biocompatible y muy conductivo, con lo mejor de la tecnología de silicio, lo que hace que nuestro biosensor sea muy resistente y robusto", dijo el profesor Iacopi.

El grafeno es un nanomaterial utilizado frecuentemente en el desarrollo de biosensores. Sin embargo, hasta la fecha, muchos de estos productos se han desarrollado como aplicaciones de un solo uso y son propensos a la delaminación como resultado del contacto con el sudor y otras formas de humedad en la piel.

Por el contrario, el biosensor UTS se puede utilizar durante períodos prolongados y reutilizar varias veces, incluso en entornos muy salinos, un resultado sin precedentes.

Además, se ha demostrado que el sensor reduce drásticamente lo que se conoce como resistencia al contacto con la piel, donde un contacto no óptimo entre el sensor y la piel impide la detección de señales eléctricas del cerebro.

“Con nuestro sensor, la resistencia de contacto mejora cuando el sensor se coloca sobre la piel”, dijo el profesor Iacopi. "Con el tiempo, pudimos lograr una reducción de más del 75 por ciento de la resistencia de contacto inicial".

"Esto significa que las señales eléctricas enviadas por el cerebro se pueden recopilar de manera confiable y luego amplificarse significativamente, y que los sensores también se pueden usar de manera confiable en condiciones difíciles, lo que mejora su potencial para su uso en interfaces cerebro-máquina".

La investigación forma parte de una colaboración más amplia para investigar cómo se pueden usar las ondas cerebrales para comandar y controlar vehículos autónomos. El trabajo es una asociación entre la profesora Iacopi, aclamada internacionalmente por su trabajo en nanotecnología y materiales electrónicos, y la distinguida profesora Chin-Teng Lin de la UTS, investigadora líder en interfaces cerebro-computadora. Está financiado con 1,2 millones de dólares del Defense Innovation Hub.