El sensor de piel electrónico decodifica el movimiento humano

Se desarrolló un sensor de piel electrónico alimentado y de tensión única que puede capturar el movimiento humano a distancia. El sensor de tensión, colocado en la muñeca, decodifica movimientos complejos de cinco dedos en tiempo real con una mano virtual en 3D que refleja los movimientos originales. La red neuronal profunda impulsada por el aprendizaje rápido de situaciones (RSL) garantiza un funcionamiento estable independientemente de su posición en la superficie de la piel.

Los enfoques convencionales requieren múltiples redes de sensores que cubran todas las superficies curvilíneas del área objetivo. A diferencia de la fabricación convencional basada en obleas, esta fabricación con láser proporciona un nuevo paradigma de detección para el seguimiento del movimiento. El sistema de medición extrae señales correspondientes a múltiples movimientos de los dedos generando grietas en películas de nanopartículas metálicas utilizando tecnología láser. Luego, el parche del sensor se colocó en la muñeca del usuario para detectar el movimiento de los dedos.

El concepto de esta investigación partió de la idea de que identificar un área única sería más eficiente para identificar movimientos que colocar sensores en cada articulación y músculo. Para que esta estrategia de focalización funcione, debe capturar con precisión las señales de diferentes áreas en el punto donde todas convergen y luego desacoplar la información enredada en las señales convergentes. Para maximizar la facilidad de uso y la movilidad de los usuarios, el equipo de investigación utilizó un sensor de un solo canal para generar las señales correspondientes a movimientos complejos de la mano.

El sistema RSL recopila datos de partes arbitrarias de la muñeca y entrena automáticamente al modelo en una demostración en tiempo real con una mano virtual en 3D que refleja los movimientos originales. Para mejorar la sensibilidad del sensor, los investigadores utilizaron el agrietamiento a nanoescala inducido por láser.

Este sistema sensorial puede rastrear el movimiento de todo el cuerpo con una pequeña red sensorial y facilitar la medición remota indirecta de los movimientos humanos, que es aplicable a los sistemas portátiles VR/AR. El equipo de investigación analizó los patrones de señal del sensor en un espacio latente que encapsulaba el comportamiento temporal del sensor y luego mapeó los vectores latentes en espacios métricos de movimiento de los dedos.

El sistema es ampliable a otras partes del cuerpo; por ejemplo, es capaz de extraer movimientos de la marcha de una pelvis. Se espera que esta tecnología encuentre usos en el control de la salud, el seguimiento del movimiento y la robótica blanda.