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MADRID, 7 Abr. (EUROPA PRESS) –
Ingenieros de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han presentado una nueva tecnología que genera movimientos precisos para simular sensaciones complejas de la piel como la presión, la vibración o el estiramiento. El estudio se publica en la revista ‘Science’.
Al colocarse sobre la piel, el dispositivo inalámbrico, compacto y ligero aplica fuerza en cualquier dirección para producir diversas sensaciones, como vibraciones, estiramiento, presión, deslizamiento y torsión. El dispositivo también puede combinar sensaciones y operar a alta o baja velocidad para simular un tacto más sutil y realista.
Alimentado por una pequeña batería recargable, el dispositivo usa Bluetooth para conectarse de forma inalámbrica a gafas de realidad virtual y smartphones. Además, es pequeño y eficiente, por lo que puede colocarse en cualquier parte del cuerpo, combinarse con otros actuadores en matrices o integrarse en dispositivos electrónicos portátiles actuales.
POSIBLES APLICACIONES DEL DISPOSITIVO
Los investigadores prevén que su dispositivo podría eventualmente mejorar las experiencias virtuales, ayudar a personas con discapacidades visuales a navegar por su entorno, reproducir la sensación de diferentes texturas en pantallas planas para compras en línea, brindar retroalimentación táctil para visitas de atención médica a distancia e incluso permitir a personas con discapacidades auditivas «sentir» la música.
«Casi todos los actuadores hápticos simplemente presionan la piel», apunta John A. Rogers , de Northwestern, quien dirigió el diseño del dispositivo. «Pero la piel es receptiva a sentidos del tacto mucho más sofisticados. Queríamos crear un dispositivo que pudiera aplicar fuerzas en cualquier dirección, no solo presionando, sino también empujando, girando y deslizando. Construimos un pequeño actuador que puede empujar la piel en cualquier dirección y en cualquier combinación de direcciones. Con él, podemos controlar con precisión la compleja sensación del tacto de forma totalmente programable».
En los últimos años, las tecnologías visuales y auditivas han experimentado un crecimiento explosivo, ofreciendo una inmersión sin precedentes mediante dispositivos como altavoces de sonido envolvente de alta fidelidad y gran detalle, y gafas de realidad virtual totalmente inmersivas. Sin embargo, las tecnologías hápticas se han estancado en su mayoría. Incluso los sistemas de vanguardia solo ofrecen patrones de vibraciones con zumbidos.
Esta brecha en el desarrollo se debe en gran medida a la extraordinaria complejidad del tacto humano. El sentido del tacto implica diferentes tipos de mecanorreceptores (o sensores), cada uno con sus propias características de sensibilidad y respuesta, ubicados a distintas profundidades en la piel. Cuando estos mecanorreceptores se estimulan, envían señales al cerebro, que se traducen como tacto.
Reproducir esa sofisticación y matices requiere un control preciso del tipo, la magnitud y el momento de los estímulos aplicados a la piel. Esto supone un enorme reto, que las tecnologías actuales han tenido dificultades para superar, sin éxito.
EL PRIMER ACTUADOR CON TOTAL LIBERTAD DE MOVIMIENTO (FOM)
Para simular esta complejidad, el equipo de Northwestern desarrolló el primer actuador con total libertad de movimiento (FOM). Esto significa que el actuador no está limitado a un solo tipo de movimiento ni a un conjunto limitado de movimientos. En cambio, puede moverse y aplicar fuerzas en todas las direcciones a lo largo de la piel. Estas fuerzas dinámicas involucran a todos los mecanorreceptores de la piel, tanto individualmente como en combinación.
Con un tamaño de tan solo unos milímetros, el dispositivo utiliza un pequeño imán y un conjunto de bobinas de alambre, dispuestas en una configuración anidada. Al fluir la electricidad a través de las bobinas, se genera un campo magnético. Cuando este campo magnético interactúa con el imán, produce una fuerza lo suficientemente intensa como para moverlo, empujarlo, tirar de él o girarlo. Al combinar actuadores en matrices, pueden reproducir la sensación de pinzamiento, estiramiento, compresión y golpeteo.
En el otro lado del dispositivo, el equipo añadió un acelerómetro que permite medir su orientación espacial. Con esta información, el sistema puede proporcionar retroalimentación háptica basada en el contexto del usuario. Si el actuador está en una mano, por ejemplo, el acelerómetro puede detectar si la palma de la mano del usuario está hacia arriba o hacia abajo. El acelerador también puede rastrear el movimiento del actuador, proporcionando información sobre su velocidad, aceleración y rotación.
Además de replicar las experiencias táctiles cotidianas, la plataforma también puede transferir información a través de la piel. Al cambiar la frecuencia, la intensidad y el ritmo de la retroalimentación háptica, el equipo convirtió el sonido de la música en contacto físico, por ejemplo. También pudieron alterar los tonos simplemente modificando la dirección de las vibraciones. Sentir estas vibraciones permitió a los usuarios diferenciar entre distintos instrumentos.
«Logramos descomponer todas las características de la música y mapearlas en sensaciones hápticas sin perder la información sutil asociada a cada instrumento», destaca Rogers. «Es solo un ejemplo de cómo el sentido del tacto podría complementar otra experiencia sensorial. Creemos que nuestro sistema podría ayudar a cerrar aún más la brecha entre el mundo digital y el físico. Al añadir un verdadero sentido del tacto, las interacciones digitales pueden resultar más naturales y atractivas».
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