Crearon una mascarilla inteligente para comunicarse con pacientes en estado vegetativo

Desarrollaron una mascarilla para ayudar a que los pacientes en estado vegetativo o con dificultades motrices severas puedan comunicarse. Es una solución tecnológica pensada para quienes cuentan con restricciones físicas que les impiden hablar, moverse u operar otro tipo de equipos de comunicación.

El sistema que se creó es capaz de decodificar los patrones de respiración del usuario y traducir esas señales en código morse para así lograr la comunicación. El proyecto fue realizado por investigadores de la Universidad de Zhengzhou y se publicó en el sitio especializado Nano Research.

El producto consta de un nanogenerador triboeléctrico impulsado por la respiración (TENG) que actúa como un sensor para la expresión del lenguaje que se da a través de la respiración humana.

El efecto triboeléctrico se produce cuando se da el roce de dos superficies y una cede electrones a la otra, o los carga eléctricamente. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se pasa un peine por el cabello. Los nanogeneradores triboeléctricos aprovechan este principio para alimentar sensores en miniatura.

Un TENG consta, en general, de diferentes capas: una para liberar electrones, otra para retenerlos y la última para tomarlos. A su vez hay una cuarta capa que funciona como batería y que se usa para nutrir, con la corriente generada, el dispositivo.

Estos TENG impulsados por la respiración se han utilizado hasta ahora para monitorear la respiración de pacientes o controlar aparatos eléctricos. Los investigadores buscaron emplear esa tecnología ya existente y darle un uso aplicado a la comunicación.

Partieron de la hipótesis de que los pacientes tienen diferentes patrones de respiración y que esa información podía ser compilada e interpretada como una forma de lenguaje. De esa manera buscaron crear un puente entre el paciente y su entorno para lograr una comunicación.

En el caso de este desarrollo el TENG se integra a la mascarilla. El dispositivo se fabrica mediante resina de impresión 3D y utiliza un papel muy delgado, impreso con nanotubos de carbono (CNT). El papel se fija en un canal mediante un diminuto alambre de cobre, lo cual permite que su otro extremo oscile libremente.

Cuando una persona lleva puesta la mascarilla y el flujo de aire de la respiración cruza este canal, el papel impreso se mueve, generando un continuo contacto y separación con la pared del canal de resina. Las cargas triboeléctricas son producidas por este vaivén, debido a las diferentes capacidades de atracción de electrones entre los CNT y la resina.

Esas cargas actúan como señales que pueden codificar información tal como lo hacían los telégrafos eléctricos que transmitían el código Morse en el siglo XIX.

Por eso, cuando el paciente utiliza esa mascarilla, el TENG puede producir señales eléctricas en respuesta al flujo de aire de la respiración. El sistema es capaz de reconocer diferentes tipos de respiración humana teniendo en cuenta intensidades, longitudes y frecuencias.

Estos datos son tomados por el sistema y los traduce en código Morse. Esta información luego se ve en una pantalla para que los otros usuarios puedan de esa manera establecer una comunicación con el paciente.

Los desarrolladores remarcan que los dispositivos convencionales como celulares, tablets o computadoras pueden ayudar en la comunicación a ciertos pacientes pero no son suficiente para quienes pierden sus habilidades de movilidad física y se encuentran postradas en unidades de cuidado intensivo o incluso están en estado vegetativo. Es a ellos a quien se apunta con esta solución.

“En comparación con los dispositivos de expresión de lenguaje convencionales, este sistema puede extraer información subjetiva de una persona a partir de los comportamientos respiratorios y generar el texto del idioma correspondiente, que no se basa en voces o movimientos físicos”, se destaca en la publicación que hicieron los investigadores.

Se logró probar la viabilidad del dispositivo, ahora el próximo paso es realizar los ajustes necesarios para continuar con este desarrollado y evaluar la posibilidad de lanzarlo al mercado.

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