Avance del MIT: Prendas Elásticas y Lavables a Máquina con Sensores Integrados para Monitorización de Signos Vitales en Tiempo Real

Investigadores del MIT han pionerizado un método para tejer sensores directamente en telas elásticas, creando prendas que monitorizan continuamente signos vitales como temperatura, respiración y frecuencia cardíaca mientras permanecen totalmente lavables a máquina.

Estas prendas inteligentes y ajustadas pueden desplegarse para monitorización remota de pacientes —desde cuidado en casa hasta entornos hospitalarios— así como para rastrear rendimiento de atletas. También apoyan telemedicina, una necesidad crítica durante la pandemia de COVID-19 donde los clínicos consultan cada vez más a pacientes virtualmente.

"Podemos integrar cualquier componente electrónico disponible comercialmente —o circuitos personalizados de laboratorio— en textiles cotidianos, produciendo prendas conformables", dijo Canan Dagdeviren, profesora asistente de Artes y Ciencias de los Medios en MIT. "El sistema es totalmente personalizable, permitiéndonos adaptar ropa para cualquiera que requiera datos fisiológicos continuos como temperatura o frecuencia respiratoria".

La tecnología se basa en contacto por compresión: los sensores presionan contra la piel, yet toda la prenda —incluyendo la electrónica integrada— permanece lavable. La investigación del equipo, publicada en Nature, demuestra que la plataforma textil puede personalizarse en forma, tamaño y función usando técnicas estándar de fabricación textil de alto rendimiento y patronaje de prendas.

Apodado Stretchable Electronic Textile Conformable Suit (E-TeCS), el diseño imita una camiseta de compresión, logrando contacto cutáneo con una suave presión de 25 mmHg que mejora comodidad y precisión del sensor.

El traje está construido a partir de tela tejida a medida que alberga tiras electrónicas flexibles y elásticas. Estas tiras, que incluyen ICs de sensores e interconexiones, se fabrican en PCBs flexibles industriales de dos capas y luego se encapsulan con poliuretano termoplástico (TPU TE-11C, DuPont) y un encapsulante lavable (PE773, DuPont).

E-TeCS entrega precisión notable: temperatura cutánea a ±0.1 °C con resolución de 0.01 °C, y detección de frecuencia cardíaca y respiración con precisión de 0.0012 m/s² gracias a detección inercial mechano-acústica.

La electrónica de punto puede estirarse hasta 30% sobre 1,000 ciclos sin pérdida significativa de rendimiento mecánico o eléctrico.

Integrar electrónica en textiles ofrece movilidad y comodidad mejoradas para usuarios, según los investigadores. Las soluciones existentes a menudo se limitan a detección de un solo parámetro o carecen de escalabilidad y elasticidad para aplicaciones de contacto cutáneo.

El enfoque del MIT combina dispositivos electrónicos delgados y personalizables —incluyendo ICs comerciales e interconexiones— con sustratos plásticos que pueden tejerse en telas de punto usando fabricación de alto rendimiento. El resultado es una prenda estilo compresión que asegura contacto cutáneo fiable.

Para demostrar fabricabilidad, el equipo produjo siete módulos: cuatro de detección de temperatura, uno inercial, y dos de interconexión. Incorporaron 66 sensores de temperatura y 20 tiras de interconexión en un PCB flexible de 25 × 27.5 cm (KingCredie).

La arquitectura de red de sensores conecta cada sensor horizontalmente vía interconexiones, canalizando señales a una capa externa que alberga un módulo Bluetooth Low Energy (BLE), un microprocesador y una fuente de alimentación.

Demostrando escalabilidad, los investigadores fabricaron una camiseta prototipo que muestra producción roll-to-roll de telas con sensores integrados. Estas telas pueden cortarse, unirse y adaptarse para diversas aplicaciones.

Trabajo futuro incluye desarrollar tipos de prendas adicionales —como pantalones— e integrar sensores para otros indicadores de salud como saturación de oxígeno en sangre.

Para una visión visual, vea el video de los investigadores a continuación.

>> Una versión anterior de este artículo se publicó originalmente en nuestro sitio hermano, Electronic Products.