Sensores de piel electrónica bioinspirados para seguimiento preciso de movimiento

Investigadores han desarrollado sensores de «piel electrónica» capaces de imitar el proceso dinámico del movimiento humano. Intentaron imitar el proceso biológico y dinámico de la piel de la mano humana para permitir que los objetos se comporten de manera similar.

El sensor de doble modo mide tanto la magnitud como la carga del movimiento —como el esfuerzo de balancear una raqueta de tenis— así como la velocidad, duración y dirección. El truco fue desacoplar esta medición y entender cómo los parámetros separados influyen entre sí; por ejemplo, botar una pelota de tenis suavemente en una raqueta requiere una entrada diferente a servir una pelota a un oponente. Esas mismas variables entran en juego cuando una persona con un brazo protésico necesita diferenciar entre manipular un huevo o llevar una sandía.

Los sensores pueden aplicarse para ayudar a las personas a capturar la magnitud al presionar, doblar y otros movimientos. También pueden usarse en robótica suave para manipular objetos delicados, como atrapar un pez, o incluso en un desastre cuando puedan necesitar arrastrarse en espacios irregulares y mover escombros.

Los datos se basan en la sinergia creada entre las señales piezoeléctricas y piezorresistivas. Las señales piezoeléctricas miden fuerza externa, como presión, para crear carga eléctrica, mientras que las señales piezorresistivas mitigan la corriente. Los sensores de doble modo están entrecruzados, con dos capas internas de microestructuras en forma de pirámide enfrentadas entre sí. Las microestructuras miden magnitud y duración desde la capa piezorresistiva y la tasa de carga dinámica y dirección desde la capa piezoeléctrica. Este efecto sinérgico permite una alta sensibilidad en un amplio rango de presión y frecuencia, lo que significa que los investigadores pueden medir con precisión la fuerza y flexibilidad necesarias para imitar movimientos específicos.