Biosensores de Vanguardia para Transformar la Robótica Controlada por Cerebro

Desarrollado por la Profesora Francesca Iacopi y su equipo en la Facultad de Ingeniería y TI de UTS, el biosensor se adhiere a la piel de la cara y cabeza para detectar señales eléctricas enviadas por el cerebro. Estas señales pueden luego traducirse en comandos para controlar sistemas robóticos autónomos.

Un estudio del biosensor fue publicado en el Journal of Neural Engineering.

El sensor está hecho de grafeno epitaxial —esencialmente múltiples capas de carbono muy delgado y muy fuerte— cultivado directamente sobre un sustrato de carburo de silicio sobre silicio. El resultado es una tecnología de sensado novedosa altamente escalable que supera tres grandes desafíos del biosensado basado en grafeno: corrosión, durabilidad y resistencia de contacto con la piel.

"Hemos podido combinar lo mejor del grafeno, que es muy biocompatible y muy conductor, con lo mejor de la tecnología de silicio, que hace nuestro biosensor muy resistente y robusto para usar", dijo la Profesora Iacopi.

El grafeno es un nanomaterial usado frecuentemente en el desarrollo de biosensores. Sin embargo, hasta la fecha, muchos de estos productos han sido desarrollados como aplicaciones de un solo uso y son propensos a deslaminación como resultado de entrar en contacto con sudor y otras formas de humedad en la piel.

Por el contrario, el biosensor UTS puede usarse por períodos prolongados y reutilizarse múltiples veces, incluso en ambientes altamente salinos —un resultado sin precedentes.

Además, el sensor ha demostrado reducir dramáticamente lo que se conoce como resistencia de contacto con la piel, donde el 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 asienta en la piel", dijo la Profesora 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 pueden ser recolectadas de manera confiable y luego amplificadas significativamente, y que los sensores también pueden usarse de manera confiable en condiciones duras, mejorando así su potencial para uso en interfaces cerebro-máquina."

La investigación forma parte de una colaboración mayor para investigar cómo las ondas cerebrales pueden usarse para comandar y controlar vehículos autónomos. El trabajo es una asociación entre la Profesora Iacopi, internacionalmente aclamada por su trabajo en nanotecnología y materiales electrónicos, y el Profesor Distinguido de UTS Chin-Teng Lin, investigador líder en interfaces cerebro-computadora. Está financiado por $1.2 millones del Hub de Innovación de Defensa.