Innovadora cerámica flexible mejora la detección sensorial en robótica y prótesis médicas

Tiempo de lectura: 2 minutos
Por Jamie Olivos
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Brazo robótico manipulando delicadamente un objeto de cerámica.

MadridUn nuevo enfoque en la cerámica: científicos de Empa, dirigidos por Frank Clemens, están desarrollando sensores flexibles a partir de cerámica. Estos innovadores sensores son capaces de detectar cambios de presión y temperatura, lo que los hace valiosos para su uso en dispositivos médicos y robótica suave.

Cerámicas suelen ser conocidas como materiales duros y frágiles, elaborados mediante calentamiento a altas temperaturas. El equipo de Clemens ha combinado piezas cerámicas con materiales plásticos elásticos para mantener la sensibilidad del material y hacerlo más flexible. Este nuevo método permite crear sensores que apenas alteran su conductividad eléctrica cuando están bajo presión.

Estas nuevas cerámicas poseen características destacadas tales como:

  • Adaptabilidad: Se pueden formar en diversas formas mediante impresión 3D.
  • Selectividad: Los investigadores han logrado ajustar finamente los sensores para responder a estímulos específicos, como la presión o la temperatura.
  • Integración: Estos sensores ya se están utilizando para mejorar la tecnología robótica y protésica.

Las cerámicas flexibles son cruciales para mejorar las prótesis. Se pueden integrar en manos artificiales para percibir el tacto, medir la fuerza aplicada al sujetar objetos y detectar cambios de temperatura. Esta tecnología proporciona un mayor control y sensibilidad a las personas que utilizan prótesis, mejorando su calidad de vida.

El equipo de Clemens colaboró con ETH Zurich y la Universidad de Tokio para desarrollar un robot biohíbrido. Este dispositivo está compuesto por cerámicas flexibles y músculos artificiales. Utiliza sensores seguros para el cuerpo que detectan su movimiento. Esta innovación podría mejorar significativamente la seguridad en la interacción entre humanos y robots.

Cerámicas inteligentes para un futuro más seguro: Las cerámicas blandas inteligentes podrían ser de gran utilidad en diversas industrias. A medida que el uso de robots se incrementa, es fundamental garantizar su capacidad para interactuar de manera segura con las personas. Las cerámicas blandas pueden permitir que los robots reaccionen suavemente al contacto humano, reduciendo así el riesgo de accidentes en espacios compartidos.

Científicos están desarrollando formas de mejorar la sensibilidad y adaptabilidad de los sensores cerámicos flexibles combinando nuevos materiales cerámicos con plásticos. En el futuro, la robótica podría contar con sistemas más conectados e inteligentes gracias a las características únicas de las cerámicas, que ahora son más flexibles y útiles.

El estudio se publica aquí:

http://dx.doi.org/10.1002/aisy.202400413

y su cita oficial - incluidos autores y revista - es

Miriam Filippi, Aiste Balciunaite, Antonia Georgopoulou, Pablo Paniagua, Felix Drescher, Minghao Nie, Shoji Takeuchi, Frank Clemens, Robert K. Katzschmann. Sensor‐Embedded Muscle for Closed‐Loop Controllable Actuation in Proprioceptive Biohybrid Robots. Advanced Intelligent Systems, 2024; DOI: 10.1002/aisy.202400413
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