Georgia Tech presenta una lente blanda impulsada por luz que imita la visión humana para la robótica

Instituto de Tecnología de Georgia Tech, Atlanta, GA

La lente blanda de hidrogel fotorreactiva desarrollada por investigadores del laboratorio del profesor Shu Jia de Coulter BME. (Imagen:Tecnología de Georgia)

Un equipo de ingenieros biomédicos de Georgia Tech ha presentado un gran avance en óptica adaptativa:una lente blanda biomimética alimentada por luz que imita la capacidad del ojo humano para reenfocar y adaptarse a diferentes condiciones de luz. La investigación, publicada en Science Robotics , abre nuevas posibilidades para la robótica blanda, las imágenes biomédicas y los sistemas de visión autónomos.

Inspirándose en la respuesta del ojo humano a la luz, el autor principal Corey Zheng, Ph.D. candidato en el Departamento de Ingeniería Biomédica de Wallace H. Coulter, desarrolló un sistema de lentes que utiliza músculos artificiales activados por luz para controlar la distancia focal. Cuando se iluminan, estos músculos se contraen y estiran la lente, lo que permite ajustes ópticos precisos sin dispositivos electrónicos ni baterías.

"El ojo humano es realmente poderoso en muchos sentidos", dijo Zheng. "Es compacto, puedes cambiar el enfoque para mirar objetos cercanos o distantes y se protege de la luz con las pupilas. Además, tiene una resolución asombrosa".

La lente blanda de hidrogel fotorreactiva (PHySL) está fabricada íntegramente con materiales blandos y bioseguros, lo que la hace ideal para aplicaciones en las que la óptica rígida no es práctica, como robots blandos y dispositivos médicos que interactúan de forma segura con los tejidos. En el centro del diseño hay un hidrogel térmicamente sensible (un polímero absorbente de agua que se encuentra comúnmente en productos como lentes de contacto) infundido con grafeno, que convierte la luz en calor, provocando cambios de forma que actúan como músculos artificiales. Esta propiedad permite controlar la lente de forma remota sin necesidad de alimentación de batería ni conexiones por cable.

En pruebas de laboratorio, los investigadores demostraron que diferentes patrones de iluminación podían controlar la distancia focal y el movimiento de la lente e incluso inducir aberraciones ópticas específicas. Esta capacidad adaptativa les permitió capturar imágenes de alta calidad de sujetos que van desde células individuales hasta habitaciones enteras. El rendimiento de su sistema, tanto en rango de desplazamiento focal como en resolución, era comparable al del ojo humano.

El equipo también presentó un prototipo de cámara sin componentes electrónicos, que combina la lente blanda con un circuito de imágenes de base líquida impulsado por válvulas activadas por luz para controlar el flujo de fluido en lugar de los fotodetectores electrónicos tradicionales. Esta innovación podría utilizarse en sistemas blandos pasivos o impulsados químicamente, lo que permitiría una mayor autonomía para los robots biomiméticos.

La investigación se realizó en colaboración con el profesor Shu Jia de BME, autor principal del estudio.

Para obtener más información, comuníquese con Shu Jia en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo. o Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo.; 404-894-0290.