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La piel de camuflaje de goma muestra un comportamiento inteligente y elástico.

18 junio 2022

(Noticias de NanwerkLa piel de los cefalópodos, como pulpos, sepias y sepias, es elástica e inteligente, lo que contribuye a la capacidad de estas criaturas para sentir y responder a su entorno. Una colaboración liderada por Pensilvania ha aprovechado estas propiedades para crear una piel artificial que imita tanto la flexibilidad como las funciones neurológicas de la piel de los cefalópodos, con posibles aplicaciones para robótica neuronal, prótesis de piel, órganos artificiales y más.

Dirigido por Kunjiang Yu, Dorothy Quiegel Profesor de Desarrollo Profesional para Ciencias de la Ingeniería, Mecánica e Ingeniería Biomédica, el equipo publicó sus hallazgos en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias («Pieles perceptivas neuronales artificiales basadas en transistores reticulados estirables biaxiales flexibles»). pulpo en el arrecife Una colaboración liderada por Pensilvania ha desarrollado un cuero sintético hecho completamente de caucho que imita tanto la flexibilidad como las características cognitivas que se encuentran en los pulpos y otros cefalópodos. (Foto: Volodymyr Ivanenko)

La piel de los cefalópodos es un órgano delgado que puede soportar deformaciones complejas, como estiramiento, contracción, flexión y torsión. También tiene funciones de respuesta sensorial y cognitiva que permiten que la piel sienta la luz, interactúe y camufle al usuario.

Si bien anteriormente existían cueros artificiales con tales habilidades físicas o cognitivas, según Yu, hasta ahora ninguno de los rasgos ha surgido al mismo tiempo: la combinación necesaria de dispositivos de cuero bioelectrónicos avanzados e inteligencia artificial.

«Aunque recientemente se han desarrollado muchos dispositivos de piel de camuflaje artificial, carecen de capacidades críticas de cognición y procesamiento neuronal descentralizado, y los materiales con estas capacidades carecen de propiedades mecánicas fuertes», dijo Yu. «Nuestros dispositivos sinápticos blandos desarrollados recientemente han logrado sistemas nerviosos artificiales y computación inspirados en el cerebro sensibles al tacto y la luz que retienen estas funciones neuronales en la extensión biaxial».

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Para lograr simultáneamente inteligencia y escalabilidad, los investigadores construyeron transistores completamente entrelazados a partir de materiales flexibles. Estos semiconductores de goma funcionan de manera similar a las conexiones neuronales, intercambiando importantes mensajes de necesidades a nivel del sistema, que no se ven afectados por cambios físicos en la arquitectura del sistema.

Según Yu, la clave para crear un dispositivo de piel suave con capacidades de percepción y extensibilidad fue el uso de materiales de goma elástica para cada componente. Este enfoque dio como resultado un dispositivo que puede mostrar y mantener con éxito comportamientos neuronales sinápticos, como la detección y memorización de imágenes, incluso cuando se estira, gira y comprime un 30 % fuera de un estado de reposo normal.

«Con el reciente auge de los dispositivos de piel inteligente, la implementación de funciones neuronales en estos dispositivos abre la puerta a una dirección futura hacia una biomimética más robusta», dijo Yu. «Esta metodología para implementar funciones cognitivas en dispositivos de piel inteligente se puede extrapolar a muchos otros campos, incluidas computadoras neuronales portátiles, órganos artificiales, robótica neuronal suave y prótesis de piel para sistemas inteligentes de próxima generación».

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