Investigadores de la Universidad Nacional de Seúl, en Corea del Sur, y de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han desarrollado nervios mecánicos-sensoriales artificiales utilizando dispositivos orgánicos flexibles para emular los nervios aferentes sensoriales biológicos. Utilizaron estos nervios mecano-sensoriales artificiales para controlar una pata de insecto discapacitadaEn el SID sugerimos utilizar la palabra o expresión Mujer / niña con discapacidad en su lugar. y distinguir los caracteres de braille.
En comparación con los ordenadores digitales convencionales, el sistema nervioso biológico es poderoso para enfrentarse a problemas del mundo real, como el procesamiento de imágenes visuales, el reconocimiento de voz, la detección táctil y el control del movimiento. Esto ha inspirado a los científicos e ingenieros a trabajar en computación neuromórfica, sensores bioinspirados, control de robots y prótesis.
Los enfoques anteriores involucraban implementaciones a nivel de software en ordenadores digitales convencionales y diseños de circuitos que usan dispositivos clásicos de silicio que han mostrado problemas críticos relacionados con el consumo de energía, el coste y la multifunción.
La investigación describe los nervios mecánicos-sensoriales artificiales basados en dispositivos orgánicos flexibles para emular los nervios mecano-sensoriales biológicos. “Los mecanismos recientemente encontrados de procesamiento de la información en los nervios mecano-sensoriales biológicos fueron adoptados en nuestro sistema artificial”, explica la investigadora Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford.
Los nervios mecánicos-sensoriales artificiales se componen de tres componentes esenciales: mecano-receptores (sensores de presión resistiva), neuronas (osciladores de anillo orgánicos) y sinapsis (transistores electroquímicos orgánicos).
La información de presión de los mecano-receptores artificiales se puede convertir en potenciales de acción a través de neuronas artificiales.
Se pueden integrar múltiples potenciales de acción (impulsos eléctricos) en una sinapsis artificial para activar los músculos biológicos y reconocer los caracteres braille.
Los dispositivos que imitan el procesamiento de la señal y la funcionalidad de los sistemas biológicos pueden simplificar el diseño del sistema bioinspirado o reducir el consumo de energía. Los investigadores señalan que los dispositivos orgánicos son ventajosos porque sus propiedades funcionales se pueden ajustar, se pueden imprimir en un área grande a bajo costo y son flexibles como los sistemas biológicos blandos.
Wentao Xu, investigador de la Universidad Nacional de Seúl, y Yeongin Kim y Alex Chortos, estudiantes de posgrado de la Universidad de Stanford, utilizaron sus nervios mecano-sensoriales artificiales para detectar texturas a gran escala y movimientos de objetos y distinguir caracteres braille. También conectaron los nervios mecano-sensoriales artificiales a los nervios motores en una pata de insecto desprendida y controlaron los músculos.
“Nuestros nervios mecánicos-sensoriales artificiales pueden usarse para robots y prótesis bioinspiradas compatibles y cómodas para los humanos –asegura el profesor Tae-Woo Lee, de la Universidad Nacional de Seúl–.
El desarrollo de robots y prótesis similares a los humanos que ayudan a personas con discapacidades neurológicas puede beneficiarse de nuestro trabajo”.
