Desarrollan una piel electrónica para prótesis que detecta presión y temperatura con mayor precisión

Un equipo de la Washington State University (WSU) desarrolló una piel electrónica para prótesis que detecta presión y temperatura con una precisión 10 veces superior a la de los sensores comerciales actuales para guantes, un avance que busca acercar la sensación táctil a las personas amputadas y facilitar una adopción clínica más amplia, informó el portal especializado TechXplore.

El sistema puede operar sobre superficies planas o curvas con alta densidad de medición y está diseñado para ajustarse a formas complejas de las extremidades. Esa combinación apunta a resolver un problema persistente en este tipo de dispositivos: cuanto más personalizada es la piel electrónica para adaptarse a una forma concreta, peor suele ser su capacidad de detección.

La investigación, publicada en la revista científica Cell Reports Physical Science, también aborda otra limitación de las pieles electrónicas disponibles: su costo elevado, su baja resolución sensorial y la cobertura reducida de superficie. A eso se suma que la gran cantidad de datos generados por las matrices de sensores dificulta el funcionamiento en tiempo real.

Fabricación personalizada según escaneo y geometría protésica

Los investigadores crearon un sistema personalizable para prótesis que se ajusta a la forma libre de las extremidades y busca imitar mejor las capacidades sensoriales de la piel humana. Sus módulos sensores son estructuras delgadas en capas que integran detectores de temperatura y presión.

Esos elementos permiten una percepción táctil de tipo humano y una identificación confiable de la textura de las superficies y de las propiedades de los materiales. Hongyi Shen, estudiante de posgrado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales y primer autor del artículo, afirmó que el enfoque “democratiza la producción de pieles electrónicas de grado médico, haciendo que la retroalimentación táctil avanzada sea viable para una adopción clínica generalizada”.

La fabricación se basa en un método de “escanear-modelar-imprimir”, que combina detección de alta densidad con producción personalizada en 3D. Kaiyan Qiu, profesor asistente y titular de la cátedra Berry Family en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales y autor de correspondencia del estudio, explicó que primero se escanea la prótesis y luego los sensores se distribuyen sobre esa geometría como un sistema de detección multimodal.

Qiu añadió que ese procedimiento permite una cobertura continua sobre las regiones de forma libre de las prótesis. De acuerdo con el portal, otra diferencia práctica es que los módulos no requieren adhesivos: se encajan entre sí como piezas.

Transformar el tacto en señales nerviosas

Además de medir presión y temperatura, el proyecto apunta a reproducir la sensación del tacto, un campo conocido como estimulación háptica. Incluso una sensación parcial podría mejorar de manera importante la capacidad de una persona amputada para realizar tareas cotidianas.

Los investigadores también presentaron una solicitud de patente provisional ante la Oficina de Innovación e Investigación Empresarial de la universidad. El proyecto recibió apoyo parcial del programa National Science Foundation Research Traineeship in Next-Generation Robotics, conocido como NRT-LEAD.

Qiu señaló que el método principal de fabricación, basado en impresión 3D y corte láser, es relativamente simple y podría resultar de bajo costo y práctico. El trabajo también contó con financiamiento adicional del fondo de startup del profesor en la WSU y de los fondos de innovación Cougar Cage de la misma universidad.

El estudiante y primer autor del estudio sostuvo que el trabajo “sienta una base” para una piel biónica completa que combine funciones de detección y de estimulación háptica en prótesis. El equipo ya trabaja en un actuador que, en una etapa posterior, convertiría las señales captadas por la piel electrónica en estímulos capaces de indicar al usuario qué está tocando mediante la estimulación de nervios cercanos.

Shen, que también participa en NRT-LEAD, dijo que mantiene desde hace tiempo un interés por ayudar a personas en rehabilitación y que su formación en sensores e impresión 3D confluyó en este proyecto. “Creo que lo que estamos haciendo en este proyecto algún día ayudará a hacerles la vida más fácil a las personas amputadas con nuestro dispositivo”, afirmó.