Piel artificial y con sensibilidad para robots

A primera vista uno puede pensar que para la piel de un robot basta una chapa o cualquier tejido que recubra las piezas de la m¨¢quina. No es as¨ª. Es conveniente que un robot avanzado, al menos para determinadas aplicaciones, tenga una piel sensible al tacto, a la presi¨®n, flexible.... como la piel humana. Ali Javey, profesor de ingenier¨ªa electr¨®nica de la Universidad de California en Berkeley, y su equipo han dado un gran paso adelante en este camino. Ellos han desarrollado un material electr¨®nico sensible a la presi¨®n que denominan e-piel (e-skin) y que puede ser ¨²til para lograr que un robot adapte la cantidad de fuerza necesaria a la hora de agarrar o manipular diferentes objetos.

La idea de hacer una piel artificial eficaz para robots no es nueva, y varios equipos de investigadroes en el mundo trabajan en ello. Pero es complicado. Si se hace de un material org¨¢nico, ser¨¢ flexible y f¨¢cil de procesar, solo que a la hora de convertirlos en sensores, surgen las pegas. "El problema es que los materiales org¨¢nicos son malos semiconductores, lo que significa que los dispositivos electr¨®nicos que se hacen con ellos requieren normalmente altos voltajes para funcionar", explica Javey. "Por otro lado, los materiales inorg¨¢nicos, como silicio cristalino, tienen excelentes propiedades el¨¦ctricas y pueden funcionar a baja energ¨ªa. Tambi¨¦n son qu¨ªmicamente estables. Pero hist¨®ricamente, no han sido flexibles y se rajaban f¨¢cilmente". Varios grupos, incluido el de Berkeley han mostrado ¨²ltimamente que se pueden hacer tiras miniaturizadas o filamentos de materiales inorg¨¢nicos que resultan muy flexibles e ideales para crear dispositivos electr¨®nicos que se puedan doblar.

"Las personas normalmente saben c¨®mo agarrar un huevo sin romperlo", explica Javey. "Si queremos tener alg¨²n d¨ªa un robot que sea capaz, por ejemplo, de lavar la vajilla tendr¨¢ que sujetar las copas de vino sin romperlas y a continuaci¨®n agarrar una cacerola pesada sin que se le caiga". La piel artificial sensible facilita la construcci¨®n de robots con estas habilidades.

Javey y sus colaboradores explican en la revista como han logrado crear su material superconductor flexible a partir fibras de nanotubos de germanio/silicio depositadas en un tambor cil¨ªndrico y con un sustrato pegajoso. El sustrato es una pel¨ªcula de poliamida, pero ellos apuntan que se puede hacer con diversos materiales, como otros pl¨¢sticos, papel o vidrio. A medida que el tambor gira, los nanotubos se van depositando, o imprimiendo, y as¨ª se crea la base de la que se obtienen finas pel¨ªculas de material electr¨®nico.

Para hacer su e-piel, explican los investigadores en un comunicado de la Universidad Berkeley, imprimieron los nanotubos en una matriz cuadrada de siete por siete cent¨ªmetros, con 18x19 p¨ªxeles. Cada p¨ªxel contiene un transistor hecho de cientos de nanotubos semiconductores; los transistores se integran en una goma sensible a la presi¨®n para lograr la funcionalidad del sensor. Esa es la piel artificial, que requiere menos de cinco voltios para funcionar y sigue siendo robusta despu¨¦s de haber sido doblada m¨¢s de 2.000 veces. Javey y sus colegas explican en Nature Materials que su piel artificial es capaz de detectar presiones de cero a 15 kilopascales, un rango comparable a la fuerza utilizada para teclear en un ordenador o sujetar un objeto.

No se les escapa a los investigadores, por supuesto, potenciales desarrollos de esta tecnolog¨ªa para aplicaciones m¨¦dicas, como conferir tacto a pacientes con pr¨®tesis de las extremidades, pero para ello habr¨¢ que hacer avances significativos en la integraci¨®n de sensores electr¨®nicos con el sistema nervioso humano.