La piel electrónica inteligente avanzada mejora la sensación táctil del robot y la prótesis

Universidad Nacional de Singapur

Los seres humanos utilizan el sentido del tacto para realizar casi todas las tareas diarias, como tomar una taza de café o estrechar la mano de alguien. Sin él, los humanos pueden incluso perder el sentido del equilibrio al caminar. De manera similar, los robots necesitan tener sentido del tacto para poder interactuar mejor con los humanos, pero hoy en día los robots todavía no pueden sentir bien los objetos.

La piel electrónica codificada asíncrona (ACES) es un sistema nervioso artificial con una capacidad de respuesta ultra alta y robustez al daño y se puede combinar con cualquier tipo de capas de piel sensoras para funcionar eficazmente como una piel electrónica. Si bien ACES detecta señales como el sistema nervioso sensor humano, a diferencia de los haces de nervios de la piel humana, está formado por una red de sensores conectados a través de un único conductor eléctrico. También es diferente a las cubiertas electrónicas existentes que tienen sistemas de cableado interconectados que pueden hacerlos sensibles a daños y difíciles de ampliar.

ACES puede detectar toques más de 1000 veces más rápido que el sistema nervioso sensorial humano. Es capaz de diferenciar el contacto físico entre diferentes sensores en menos de 60 nanosegundos, incluso con una gran cantidad de sensores. La piel habilitada para ACES también puede identificar con precisión la forma, textura y dureza de objetos en 10 milisegundos, diez veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos. Esto es posible gracias a la alta fidelidad y la velocidad de captura del sistema ACES.

La plataforma ACES también se puede diseñar para lograr una alta robustez al daño físico, una propiedad importante para las pieles electrónicas porque entran en contacto físico frecuente con el medio ambiente. A diferencia del sistema actual utilizado para interconectar sensores en cubiertas electrónicas existentes, todos los sensores en ACES se pueden conectar a un conductor eléctrico común y cada sensor funciona de forma independiente. Esto permite que las máscaras electrónicas habilitadas para ACES sigan funcionando siempre que haya una conexión entre el sensor y el conductor, lo que las hace menos vulnerables a sufrir daños.

ACES tiene un sistema de cableado simple y capacidad de respuesta incluso con un número cada vez mayor de sensores. Estas características clave facilitarán la ampliación de máscaras electrónicas inteligentes para aplicaciones de inteligencia artificial (IA) en robots, prótesis y otras interfaces hombre-máquina.

ACES se puede emparejar fácilmente con cualquier tipo de capa de piel sensora; por ejemplo, los diseñados para detectar temperatura y humedad. La combinación de ACES con una capa de piel sensora transparente, autocurativa y resistente al agua crea una piel electrónica que puede autorrepararse como la piel humana. Este tipo de piel electrónica se puede utilizar para desarrollar prótesis más realistas que ayudarán a las personas discapacitadas a recuperar su sentido del tacto.

Otras aplicaciones potenciales incluyen el desarrollo de robots más inteligentes que puedan realizar tareas de recuperación de desastres o hacerse cargo de operaciones mundanas como empacar artículos en almacenes.

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