La yema del dedo impresa en 3D parece piel humana
Una yema del dedo impresa en 3D altamente sensible podría ayudar a los robots a ser más diestros y mejorar el rendimiento de las manos protésicas al darles un sentido del tacto integrado.
Las máquinas pueden vencer al mejor jugador de ajedrez del mundo, pero no pueden manejar una pieza de ajedrez tan bien como un bebé. Esta falta de destreza robótica se debe en parte al hecho de que las pinzas artificiales carecen del fino sentido táctil de la yema del dedo humano, que se utiliza para guiar nuestras manos cuando recogemos y manipulamos objetos.
Dos artículos publicados en el Journal of the Royal Society Interface brindan la primera comparación en profundidad de una punta de un dedo artificial con grabaciones neuronales del sentido del tacto humano. La investigación fue dirigida por el profesor de Robótica e IA (Inteligencia Artificial), Nathan Leporadel Departamento de Ingeniería Matemática de la Universidad de Bristol y con sede en el Laboratorio de Robótica de Bristol.
“Nuestro trabajo ayuda a descubrir cómo la compleja estructura interna de la piel humana crea nuestro sentido del tacto humano. Este es un avance emocionante en el campo de la robótica blanda: ser capaz de imprimir piel táctil en 3D podría crear robots más diestros o mejorar drásticamente el rendimiento de las manos protésicas al darles un sentido del tacto integrado”. dijo el profesor Lepora.
El profesor Lepora y sus colegas crearon el sentido del tacto en la yema del dedo artificial utilizando una malla impresa en 3D de papilas en forma de alfiler en la parte inferior de la piel conformada, que imitan las papilas dérmicas que se encuentran entre las capas dérmicas internas y epidérmicas externas de la piel táctil humana. Las papilas se fabrican en impresoras 3D avanzadas que pueden mezclar materiales blandos y duros para crear estructuras complejas como las que se encuentran en la biología.
“Descubrimos que nuestra yema del dedo táctil impresa en 3D puede producir señales nerviosas artificiales que se asemejan a grabaciones de neuronas táctiles reales. Los nervios táctiles humanos transmiten señales de varias terminaciones nerviosas llamadas mecanorreceptores, que pueden señalar la presión y la forma de un toque. El trabajo clásico de Phillips y Johnson en 1981 primero rastreó las grabaciones eléctricas de estos nervios para estudiar la «resolución espacial táctil» utilizando un conjunto de formas rígidas estándar utilizadas por los psicólogos. En nuestro trabajo, probamos nuestra yema del dedo artificial impresa en 3D mientras ‘sentía’ estas mismas formas rígidas y encontramos una coincidencia sorprendentemente cercana a los datos neuronales». dijo el profesor Lepora
«Para mí, el momento más emocionante fue cuando miramos nuestras grabaciones de nervios artificiales de la yema del dedo impresa en 3D y ¡parecían las grabaciones reales de hace más de 40 años! Estas grabaciones son muy complejas con colinas y depresiones en los bordes y crestas, y vimos el mismo patrón en nuestros datos de toque artificial”, dijo el profesor Lepora.
Aunque la investigación encontró una coincidencia notablemente cercana entre la yema del dedo artificial y las señales nerviosas humanas, no fue tan sensible a los detalles finos. El profesor Lepora sospecha que esto se debe a que la piel impresa en 3D es más gruesa que la piel real y su equipo ahora está explorando cómo imprimir en 3D estructuras a microescala de la piel humana.
“Nuestro objetivo es hacer que la piel artificial sea tan buena, o incluso mejor, que la piel real”, dijo el profesor Lepora.
