La nueva máscara electrónica puede tener un sentido del tacto similar al humano

• La piel electrónica codificada asincrónicamente puede detectar la presión, la temperatura y la humedad con una precisión y una capacidad de respuesta muy altas.
• Puede detectar el tacto 1000 veces más rápido que el sistema nervioso sensorial humano.
• Se puede integrar con inteligencia artificial para habilitar interfaces máquina-cerebro de alto rendimiento.

Durante años, los científicos han intentado equipar las máquinas con un sentido del tacto. Han equipado a los androides inteligentes similares a los humanos y a las prótesis con máscaras electrónicas, que permiten que las máscaras funcionen de forma natural y en colaboración con los humanos para manipular varias estructuras en los entornos.

Estas pieles electrónicas constan de una gran variedad de sensores para proporcionar una percepción somatosensorial rápida. Sin embargo, transmiten datos táctiles desde sensores en serie, lo que resulta en cuellos de botella de latencia de lectura más altos.

Ahora, los investigadores de la Universidad de Singapur han desarrollado la piel electrónica codificada asincrónicamente (ACES) con una capacidad de respuesta y una robustez ultra altas. Inspirado por el sistema nervioso, ACES puede detectar presión, temperatura y humedad. Se puede combinar con casi todos los tipos de capas de piel de sensor para funcionar eficazmente como una piel electrónica.

¿Cómo funciona?

El cuerpo humano contiene casi 72 kilómetros de nervios que conectan el cerebro, la piel y los músculos. En este estudio, los investigadores utilizaron el sistema nervioso humano como inspiración para desarrollar una piel electrónica para robots.

La piel (ACES) está hecha de capas de silicona cubiertas con 249 sensores. Puede transmitir simultáneamente datos termo-táctiles mientras mantiene latencias de lectura sorprendentemente bajas, incluso con una gran cantidad de sensores (hasta 10,000).

Referencia:ScienceMag | DOI:10.1126 / scirobotics.aax2198 | Universidad de Singapur

Demostraron prototipos de matrices de hasta 240 mecanorreceptores artificiales. Todos pudieron transmitir datos de forma asincrónica con 1 milisegundo de latencia mientras mantenían una precisión temporal de menos de 60 nanosegundos.

Esta baja latencia y precisión ultra alta permiten que la piel electrónica resuelva las características espacio-temporales finas esenciales para una percepción táctil rápida.

Crédito de la imagen:Mario Tama / Getty

Este es un gran avance porque, por primera vez, los investigadores han podido construir una piel electrónica que permite que múltiples sensores realicen retroalimentación a un receptor y actúen como un sistema completo en lugar de electrodos individuales. Dado que los sensores están conectados en paralelo, todo el sistema aún puede funcionar normalmente incluso si los receptores individuales están dañados.

Existe una desventaja potencial de ACES:el transmisor o el receptor no pueden decir si se ha producido un evento de pérdida de detección. Sin embargo, la arquitectura permite implementaciones de transmisores simples y una impresionante precisión de sincronización de eventos de estímulos, que son factores extremadamente importantes para las aplicaciones electrónicas de la piel donde los movimientos en tiempo real son críticos.

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El equipo de investigación está trabajando actualmente con neurocientíficos e ingenieros para ayudar a restaurar el sentido del tacto en las manos protésicas. Creen que su piel electrónica podría promover las interacciones máquina-humano-entorno para robots antropomórficos autónomos y podría integrarse con inteligencia artificial para permitir interfaces máquina-cerebro de alto rendimiento.