Utilizando un material impreso en 3D sensible a los campos eléctricos, los investigadores han creado un novedoso sensor que puede reconocer y distinguir con precisión objetos a una distancia de hasta 10 centímetros (unas cuatro pulgadas) sin necesidad de tocarlos físicamente. El sensor táctil sin contacto podría proporcionar un nuevo nivel de sensibilidad a la robótica humana.
En los últimos años se han producido avances significativos en la producción de productos electrónicos que pueden doblarse, torcerse y plegarse, lo que ha dado como resultado una amplia gama de dispositivos portátiles funcionales. Es comprensible que la integración de sensores táctiles de siguiente nivel en la piel humana electrónica se haya convertido en una consideración clave, con potencial para su uso en robótica, salud y tecnología.
La piel electrónica con tecnología de detección sin contacto integrada podría beneficiar a muchos. Ser capaz de mover un dedo o hacer un gesto para iniciar un software, por ejemplo, sería muy conveniente, especialmente para las personas que no pueden sostener físicamente un dispositivo. O bien, las personas con discapacidad visual podrían sortear obstáculos de forma segura. Esta funcionalidad podría extenderse, por supuesto, a cualquier dispositivo conectado al Internet de las Cosas (IoT).
La mayoría de los sensores táctiles actuales se basan en tocar un objeto directamente para crear una deformación física mensurable y la fuerza correspondiente en el sensor. Sin embargo, con un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Qingdao, China, es posible que hayamos dado un paso más hacia la detección sin contacto. Han desarrollado un sensor táctil que es tan sensible que funciona sin contacto directo entre él y el objeto detectado.
«Para aportar mayor sensibilidad y versatilidad, hemos desarrollado nuevas películas compuestas con propiedades eléctricas sorprendentes y muy útiles», dijo Xinlin Li, uno de los autores correspondientes del estudio.
Para crear sus películas compuestas, los investigadores combinaron pequeñas cantidades de nitruro de carbono grafítico (GCN) con polidimetilsiloxano (PDMS) impreso en 3D en una cuadrícula. Sorprendentemente, descubrieron que la combinación de estos dos materiales con una constante dieléctrica alta (una medida de la capacidad de almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico) daba como resultado un material con una constante dieléctrica baja y, por lo tanto, un sensor más sensible a los campos eléctricos.
Bingxiang Li et al.
Al probar las capacidades de la rejilla utilizando sus propios dedos como objetos detectados, los investigadores descubrieron que la rejilla detectaba los dedos entre 0,5 y 10 cm (0,2 a 3,9 pulgadas) de distancia y no necesitaba ser tocado físicamente, identificando claramente el dedo como un objeto 3D. Al probarlo en una mesa circular y un prisma trigonal, el sensor pudo reconocer y distinguir con precisión diferentes formas y movimientos.
«El rendimiento fue sobresaliente en términos de sensibilidad, velocidad de respuesta y estabilidad sólida durante muchos ciclos de uso», dijo Li. «Esto abre nuevas posibilidades en el campo de los objetos portátiles y la piel electrónica».
Tras el funcionamiento exitoso de sus sensores, los investigadores los integraron en una placa de circuito impreso para crear un sistema unificado capaz de monitorear de forma remota el movimiento humano. La piel electrónica que contiene los novedosos sensores se coloca en la muñeca, lo que garantiza una conexión continua con un dispositivo dedicado a capturar y transmitir de forma inalámbrica la forma 3D de los objetos a teléfonos inteligentes, relojes inteligentes y computadoras en tiempo real utilizando tecnología 4G.
Los investigadores planean perfeccionar la tecnología de detección con miras a producirla en masa. También explorarán posibilidades más allá de detectar formas y movimientos.
El estudio fue publicado en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados.
Fuente: Cable de noticias de ACN
