En España, unas 60.000 personas conviven con una amputación de algún miembro y necesitan prótesis, según datos de la Federación Española de Ortesistas y Protesistas. Estas prótesis, mecánicas, cada vez más ligeras y sobre todo adaptadas a la necesidad de los pacientes, tienen una característica: son insensibles. Aunque el cerebro intenta integrar esa nueva parte de cuerpo a su control, la falta de conexiones sinápticas hace que el tacto sea un elemento inexistente, por el momento. En los últimos años la búsqueda de piel electrónica ha sido el objetivo de múltiples investigaciones, y aunque todavía no está disponible, poco a poco se va acercando.
En la búsqueda de un sustituto al gran órgano que conforma nuestro cuerpo, la piel, diferentes estudios se han basado en la robótica blanda, en la medicina personalizada e incluso en la inteligencia artificial para llegar a este punto. Hace dos años, un estudio de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá, en Arabia Saudí, creó un material (e-skin) capaz de imitar las funciones naturales de la piel humana como la temperatura, o el tacto, e incluso mantener la dureza, estabilidad y el nivel de recuperación que la caracteriza.
Un estudio de la Universidad de Glasgow ha desarrollado un nuevo tipo de sistema de procesamiento de piel electrónica basada en transistores sinápticos
No fue la primera, ni la última. Tras esta investigación llegaron más basándose principalmente en la distribución de sensores de contacto o presión en la superficie de piel electrónica. Y recientemente un estudio de la Universidad de Glasgow ha desarrollado un nuevo tipo de sistema de procesamiento de piel electrónica basada en transistores sinápticos. Estos imitan las conexiones neuronales y con ellas es capaz de aprender a reaccionar ante estímulos externos, según reflejan los investigadores en el documento publicado en la revista ‘Science Robotics’.
PIEL COMO LA HUMANA
Esta piel no solo capta la diferencia entre una superficie lisa y otra rugosa o la del calor o el frío, también la intensidad, aprendiendo a sentir ‘dolor’. Su diseño inspirado en el sistema nervioso periférico humano es lo más novedoso, un sistema capaz de interpretar las señales de la piel para eliminar la latencia y el consumo de energía y así enviar unos datos sensoriales reducidos que se comunican de forma eficiente al cerebro.
Para llegar a este punto, según recogen en el estudio, se imprimó una cuadrícula de 168 transistores sinápticos hechos de nanocables de óxido de zinc sobre la superficie de plástico flexible que hace las veces de piel. Una vez que tuvieron la extructura, conectaron el transistor sináptico con el sensor de piel presente sobre la palma de una mano robótica. Cuando se toca el sensor, registra un cambio en su resistencia eléctrica: un pequeño cambio corresponde a un toque ligero y un toque más fuerte crea un cambio mayor en la resistencia. De esta forma imita a las neuronas sensoriales del cuerpo humano.
Una vez demostrada la diferente respuesta de los sensores, se le enseñó a la piel las respuestas apropiadas al dolor simulado, de tal manera que cuando llegara, la mano del robot reaccionaría. De esta forma, el robot con esta piel electrónica aprendió a alejarse de una fuente de incomodidad o molestia simulada, a través de un procesamiento de información que funcionaba como el sistema nervioso humano.
“Lo que hemos creado es una piel electrónica capaz de aprendizaje distribuido a nivel de hardware, que no necesita enviar mensajes de ida y vuelta a un procesador central antes de actuar. En cambio, acelera en gran medida el proceso de respuesta al tacto al reducir la cantidad de cómputo requerida”, indica el profesor Ravinder Dahiya, supervisor de la investigación y miembro de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow.