Sensores altamente sensibles prometedores para mejorar el tacto humano

Los sensores ultrafinos basados ​​en grietas funcionan según un principio similar al órgano sensorial de una araña y muestran una notable sensibilidad al movimiento.

Las personas confían en un sentido del tacto altamente sintonizado para manipular objetos, pero las lesiones en la piel y el simple acto de usar guantes pueden afectar esta capacidad.

Los cirujanos, por ejemplo, encuentran que los guantes disminuyen su capacidad de manipular tejidos blandos.

Los astronautas también se ven obstaculizados por trajes espaciales pesados ​​y les resulta difícil trabajar con equipos mientras usan guantes gruesos.

En la publicación Revisiones de física aplicada, de AIP Publishing, los científicos informan sobre el desarrollo de un nuevo sistema de mejora táctil basado en un sensor altamente sensible.

El sensor tiene una sensibilidad notable, lo que permite al usuario detectar el ligero roce de una pluma, el toque de un pétalo de flor, gotas de agua cayendo sobre un dedo e incluso un cable demasiado pequeño para ser visto.

El sensor basado en grietas utilizado en este dispositivo se inspiró en el órgano de una hendidura de araña, una idea propuesta por primera vez por otros investigadores.

Este patrón de grietas en el exoesqueleto permite que la araña detecte pequeños movimientos.

De la misma manera, el sensor de deformación ultradelgado basado en grietas, o UCSS, utiliza grietas formadas en una capa delgada de plata eléctricamente conductora.

El UCSS está fabricado con varias capas de película de polímero flexible recubierta con plata.

Todo el sistema se cubre y estira sobre una superficie curva, lo que hace que la plata se agriete y genera canales paralelos que conducen la electricidad y son sensibles al movimiento.

Los investigadores encontraron capas más delgadas tanto de la película flexible como de los sensores plateados con mayor sensibilidad, mientras que las más gruesas exhibieron un rango de detección más grande.

Para lograr un equilibrio de estos dos efectos, los UCSS con capas de polímero de 15 micras de espesor y capas de plata de 37 nanómetros de espesor fueron la mejor opción.

Los investigadores también diseñaron un sistema de mejora táctil con ayuda visual, VATES, conectando uno o más UCSS a una unidad de adquisición de señal y un dispositivo de lectura visual.

Ataron guantes UCSS a los guantes, ya sea en la punta de los dedos o en el dorso de la mano, produciendo un tipo de piel electrónica.

Se pueden monitorear pequeños movimientos, tan pequeños como el pulso de una persona moviendo la punta de un dedo.

Los investigadores sugieren que los UCSS podrían usarse de varias maneras: como bigotes electrónicos altamente sensibles, que pueden usarse para mapear patrones de flujo de viento; como sensores portátiles para la detección de latidos y pulso; o como sensores en prótesis para mejorar el sentido del tacto.

También demostraron su uso cuando se aplicaron a varias partes del cuerpo.

Los UCSS pudieron detectar movimiento debido a sonrisas, fruncir el ceño y parpadeo de los ojos.

El coautor Caofeng Pan dijo:

“Estos resultados demuestran las amplias aplicaciones de nuestro sensor de deformación ultrafino en las interfaces e-skin y humano-máquina“.

Fuente: EurekAlert