El sueño de crear una piel electrónica capaz de replicar las sensaciones táctiles de un dedo o una extremidad parecía lejano. Pero los investigadores de la Universidad de Stanford han logrado convertirlo en una realidad fascinante. Su última creación, conocida como «e-skin», ha despertado un gran entusiasmo en la comunidad científica.
El equipo liderado por el ingeniero químico Zhenan Bao ha trabajado incansablemente para desarrollar una prótesis de piel que combine suavidad y flexibilidad con la capacidad de enviar señales eléctricas al cerebro. Este avance revolucionario permitiría a las personas que utilizan prótesis recuperar el sentido del tacto y restaurar la sensibilidad en aquellos cuya piel ha sido dañada.
El sensor creado es delgado y flexible, y tiene la capacidad de transmitir señales a una parte específica de la corteza motora del cerebro de una rata. Cuando se aplica presión o se ejerce tensión sobre la piel electrónica, se envía una señal que hace que la pata del animal se mueva, imitando así el proceso natural que ocurre cuando un dedo o una extremidad se pinchan o se escaldan.
Revitalizando vidas con e-skin
El potencial de esta tecnología es impresionante. Además de las prótesis, la e-skin podría utilizarse en el campo de la medicina para desarrollar tratamientos innovadores. Por ejemplo, podría ser utilizada para restaurar la sensibilidad en pacientes con quemaduras graves. También para mejorar la calidad de vida de aquellos que han perdido la movilidad en sus extremidades.
«Este e-skin tiene todas las características que hemos soñado durante tanto tiempo», afirma entusiasmado Bao. Su equipo ha logrado superar obstáculos y alcanzar un hito significativo en el campo de la tecnología biomédica. El futuro se vislumbra prometedor, y es posible que pronto veamos avances aún más emocionantes que transformen la forma en que interactuamos con las prótesis y restauran la sensibilidad en aquellos que más lo necesitan.
Piel electrónica: un avance revolucionario
La revolucionaria investigación liderada por el equipo de Zhenan Bao en la Universidad de Stanford ha logrado un hito asombroso en la creación de una piel electrónica suave y flexible. Para replicar el proceso natural de percepción táctil de la piel, se requiere que los receptores mecánicos conviertan la información en señales eléctricas que lleguen al cerebro a través del sistema nervioso.
El equipo de investigación ha desarrollado un polímero flexible como dieléctrico, una capa delgada en un dispositivo semiconductor que determina la fuerza de la señal y el voltaje necesario para su funcionamiento. Esta innovación permitió la creación de transistores elásticos y flexibles, integrados en un sensor delgado y suave, similar a la piel humana.
Lo fascinante es que este sensor puede convertir cambios físicos, como presión o cambios de temperatura, en pulsos eléctricos. Además, el equipo también diseñó un dispositivo capaz de transmitir señales eléctricas de los nervios a los músculos, imitando las sinapsis, las conexiones en el sistema nervioso.
Despertando nuevos sentidos
Para probar la efectividad del sistema, se llevaron a cabo experimentos en ratas. La piel electrónica se conectó a la corteza somatosensorial de la rata, responsable del procesamiento de las sensaciones físicas. Al tocar la piel electrónica, se activaba y enviaba una señal eléctrica al cerebro. Esta luego se transmitía a través de la sinapsis artificial al nervio ciático de la pata del animal, provocando una contracción en la extremidad.
Este avance prometedor podría tener un impacto significativo en el campo de las prótesis y la restauración de la sensibilidad en personas con daño en la piel. Además, abre las puertas a posibilidades médicas innovadoras, como el tratamiento de quemaduras graves y la mejora de la movilidad en extremidades discapacitadas.
El equipo de Bao ha logrado una transformación impresionante al convertir materiales rígidos en materiales suaves sin comprometer el rendimiento eléctrico. Este logro ha allanado el camino para el desarrollo de una nueva generación de tecnologías biomédicas que podrían cambiar la vida de muchas personas en el futuro cercano.
E-skin: Innovación prometedora
La piel electrónica, conocida como e-skin, desarrollada por el equipo de Zhenan Bao en la Universidad de Stanford, tiene un potencial revolucionario en el ámbito de la medicina y las prótesis. Esta innovación podría beneficiar a personas que han sufrido lesiones graves o que padecen trastornos sensoriales.
Actualmente, el e-skin requiere una conexión a una fuente de alimentación externa, pero Bao espera desarrollar en el futuro un dispositivo inalámbrico. Sin embargo, para lograr una piel electrónica que cubra todos los dedos de la mano y responda al tacto, la temperatura y la presión, se necesitará un desarrollo adicional.
A pesar de esto, el hecho de contar con un sistema de circuito cerrado que vincule la sensación con el movimiento muscular es sumamente emocionante, según Alejandro Carnicer-Lombarte, investigador de bioelectrónica en la Universidad de Cambridge. El dispositivo desarrollado por el equipo de Bao es considerado principalmente una prueba de concepto. Sin embargo, en el campo de las prótesis artificiales, muchos grupos están trabajando en componentes individuales. Por lo tanto, reunir todos estos componentes en un solo sistema, como ha logrado el equipo de Bao, representa un paso importante hacia adelante. Carnicer-Lombarte destaca la impresionante secuencia de combinar estas tecnologías, lo cual no es una tarea trivial.
Además, Carnicer-Lombarte ve un potencial para integrar otras tecnologías conocidas en el sistema. Esto permitiría, por ejemplo, que los dedos pulgar y meñique puedan sentir cosas diferentes. Asimismo, enfatiza la importancia de lograr una mayor sensibilidad para apuntar regiones específicas del cerebro. Ello aumentaría la utilidad de esta tecnología en el futuro.
Referencias:
Neuromorphic sensorimotor loop embodied by monolithically integrated, low-voltage, soft e-skin: https://doi.org/10.1126/science.ade0086
