Nuevo sensor flexible y altamente confiable

El monitoreo de la salud en tiempo real y las capacidades de detección de los robots requieren componentes electrónicos suaves, pero el desafío de usar tales materiales radica en su confiabilidad. Ser elástico y flexible hace que su desempeño sea menos repetible. La variación en la confiabilidad se conoce como histéresis. Guiado por la teoría de la mecánica de contacto, un equipo de investigadores de NUS ideó un nuevo material de sensor que tiene una histéresis significativamente menor. Esta capacidad permite una tecnología de salud portátil y una detección robótica más precisas.

Cuando se utilizan materiales blandos como sensores de compresión, por lo general se enfrentan a graves problemas de histéresis. Las propiedades del material del sensor suave pueden cambiar entre toques repetidos, lo que afecta la confiabilidad de los datos. Esto dificulta obtener lecturas precisas cada vez, lo que limita las posibles aplicaciones de los sensores.

El avance del equipo de NUS es la invención de un material que tiene una alta sensibilidad, pero con un rendimiento casi libre de histéresis. Desarrollaron un proceso para romper películas delgadas de metal en patrones deseables en forma de anillo en un material flexible llamado polidimetilsiloxano (PDMS).

El equipo integró esta película de metal/PDMS con electrodos y sustratos para un sensor piezorresistivo y caracterizó su rendimiento. Realizaron repetidas pruebas mecánicas y verificaron que su innovación de diseño mejoraba el rendimiento del sensor. Su invento, denominado Tactile Resistive Annularly Cracked E-Skin, o TRACE, es cinco veces mejor que los materiales blandos convencionales.

“Con nuestro diseño único, pudimos lograr una precisión y confiabilidad significativamente mejoradas. El sensor TRACE podría usarse potencialmente en robótica para percibir la textura de la superficie o en dispositivos de tecnología de la salud portátiles, por ejemplo, para medir el flujo sanguíneo en las arterias superficiales para aplicaciones de control de la salud”, dijo el profesor asistente Benjamin Tee.

El próximo paso para el equipo de NUS es mejorar aún más la adaptabilidad de su material para diferentes aplicaciones portátiles y desarrollar aplicaciones de inteligencia artificial (IA) basadas en los sensores. “Nuestro objetivo a largo plazo es predecir la salud cardiovascular en forma de un pequeño parche inteligente que se coloca sobre la piel humana. Este sensor TRACE es un paso adelante hacia esa realidad porque los datos que puede capturar para las velocidades de los pulsos son más precisos y también se pueden equipar con algoritmos de aprendizaje automático para predecir las texturas de la superficie con mayor precisión”, explicó Tee.

Otras aplicaciones que el equipo de NUS tiene como objetivo desarrollar incluyen usos en prótesis, donde tener una interfaz de piel confiable permite una respuesta más inteligente.