Xataka – Cada vez estamos más cerca del wearable más prometedor del futuro: las pieles electrónicas

En más de una ocasión habrás escuchado que la piel es una barrera, una suerte de defensa avanza que nos protege y ayuda a relacionar con el mundo exterior. Y lo es. Pero… ¿Y si pudiera ser eso y algo más? ¿Y si la planteásemos como una especie de interfaz entre nuestro cuerpo y dispositivos tecnológicos? ¿Y si ampliásemos el concepto, yendo más allá del tegumento que nos envuelve, hasta abarcar también otras opciones salidas de los laboratorios más avanzados?

El concepto no es nuevo. Desde hace décadas científicos e ingenieros trabajan en la denominada “piel electrónica”, o e-skin, y si bien durante un tiempo sonó casi a ciencia ficción tenemos equipos de investigación que trabajan en lo que podría convertirse en el gran wearable del futuro.

¿Qué es eso de la piel electrónica? El nombre no deja mucho a la imaginación: circuitos flexibles, electrónica portátil inspirada en las capacidades de la piel humana. La descripción es general y muy abierta, pero da una idea de su enorme potencial. Desde hace tiempo los expertos trabajan en su desarrollo por sus posibilidades en el monitoreo de la salud, la creación de prótesis o la robótica.

Lograrlo supone —como reconocía el año pasado Katharine Sanderson en Nature— un “importante desafío químico y de ingeniería” que debe lidiar con una superficie tan compleja como la piel humana y, al mismo tiempo, componentes electrónicos que suelen ser frágiles y poco flexibles.

Un empeño ambicioso, pero no nuevo. Así es. La carrera hacia una electrónica flexible no es desde luego nueva. “Fue en la década de 1980 cuando empezamos a ver algunos sensores táctiles a los que podríamos referirnos como una versión rudimentaria de la piel”, comenta el profesor Ravinder Dahiya a Scientific American. A mediados de esa década se desarrollaron los primeros conjuntos de sensores flexibles, recurriendo en ocasiones a tecnología previa, como Kapton, una película flexible.

La ciencia de materiales y electrónica siguió avanzando a lo largo de los años siguientes en su búsqueda de una mayor versatilidad, flexibilidad, suavidad, y capacidad para estirarse. Con el tiempo la investigación se ha beneficiado de otras empresas, como el desarrollo de polímeros y la búsqueda de una mayor flexibilidad para la electrónica portátil. Para 2004 Takao Someya, de la Universidad de Tokio, informaba de un parche flexible de 8×8 centímetros con capas de alto rendimiento, dotado con sensores de presión y que permitía que la corriente fluyera, una aportación que permitía a los robots manejar un primitivo sentido del tacto gracias a la capacidad de responder ante la presión.

Una tecnología con desafíos importantes. Llevamos tiempo avanzando hacia una e-skin cada vez más versátil, pero el camino está plagado de retos. La piel electrónica es un desafío complejo tanto para los químicos como los ingenieros. Una de las grandes virtudes de nuestra piel es su flexibilidad, lo que la convierte en un auténtico quebradero de cabeza para los científicos que quieren conectarla con un electrodo: se estira, arruga, dobla, humedece por el sudor… Y ni los geles ni tampoco los líquidos iónicos —buenos para la conducción eléctrica— representan una solución infalible.

Engineers fabricate a chip-free, wireless electronic “skin”: The device senses and wirelessly transmits signals related to pulse, sweat, and ultraviolet exposure, without bulky chips or batteries. https://t.co/eOqFoPP6pP pic.twitter.com/he1vII0ga4

— Massachusetts Institute of Technology (MIT) (@MIT) August 19, 2022

Ir más allá. El objetivo pasa por ir más allá de los dispositivos rígidos que ya empleamos para contar nuestros pasos o el ritmo cardiaco. El objetivo es conseguir una auténtica sensibilidad basada en la piel, lo que requiere de una solución capaz de integrar los diferentes materiales y para el manejo de interfaces, además de resolver el reto de cómo garantizar el contacto prolongado con la piel.

“Los e-skins inalámbricos convencionales se basan en chips de circuitos integrados rígidos que comprometen la flexibilidad general y consumen una energía considerable”, reconocía un estudio publicado este verano en Science. Otras soluciones, sin chips, muestran una sensibilidad limitada.

¿Y todo esto para qué? Para alcanzar el amplio abanico de posibilidades que se abre a la piel electrónica, que permitiría recrear las funciones de la humana para su uso en prótesis o el campo de la robótica. Eso —precisa Wired— implica desde extremidades artificiales que permitan a quienes las usan sentir texturas o temperaturas al desarrollo de dispositivos portátiles, una «segunda piel» dotada de sensores que miden nuestra presión o nivel de glucosa. En el futuro incluso podrían permitirnos controlar robots en remoto mientras “sentimos” las señales que van detectando.

“La e-skin imita las capacidades de detección de la humana, lo que brinda muchas aplicaciones potenciales en robótica, inteligencia artificia, prótesis y tecnologías de monitoreo de la salud”, recogen los ingenieros Mariam Turki, Xuan Li y Lixnaxi Zheng en Current Smart Materials.

¿En qué estamos trabajando? No todo es teoría. O deseos. O futuribles. A lo largo de los últimos años hemos avanzado ya en el camino hacia una mejor y más versátil piel electrónica. Uno de los equipos de referencia en el campo es el de la ingeniera Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford, quien en 2010 logró junto a sus colegas un sensor flexible tan sensible que puede incluso detectar el toque de una mariposa al posarse. Bao es también cofundadora de PyrAmes, una startup que desarrolla una banda pensada para envolverse alrededor de una muñeca o pie y que puede emplearse para controlar la presión arterial de los bebés prematuros.

Más versatilidad y comodidad. Interesante es también el trabajo del equipo de Wei Gao, del Instituto de Tecnología de California, quien ha intentado combinar sensores táctiles y de temperatura con otros capaces de detectar sustancias químicas. Sus conclusiones se publicaron este mismo año en la revista Science Robotics. A lo largo de los últimos meses se han publicado avances que buscan prescindir de los microchips voluminosos y las baterías, creando una piel electrónica capaz de transmitir datos de forma inalámbrica o favoreciendo sistemas versátiles y económicos.

El año pasado Nature hablaba incluso de un dispositivo, un polímero y un circuito inalámbrico conectados por Bluetooth diseñado para acoplarse en la base de la garganta de los pacientes y monitorear en tiempo real su habla, respiración, frecuencia cardíaca y demás signos vitales, una herramienta valiosa para quienes hayan padecido un accidente cerebrovascular y necesiten ciertos tratamientos. En su búsqueda de una tecnología más precisa, hay quien incluso ha explorado la posibilidad de emplear dispositivos electrónicos ultrafinos que podamos tatuarnos.

Imágenes: University of Colorado Boulder y Universidad RMIT


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Cada vez estamos más cerca del wearable más prometedor del futuro: las pieles electrónicas

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por
Carlos Prego

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