Ordenadores integrados en nuestra piel como un tatuaje

Un pequeño dispositivo electrónico integrado en la piel como un tatuaje temporal podría acercarnos a un futuro que combina cuerpo y máquina, un cyborg del mundo donde la gente tiene teléfonos celulares incrustados en la garganta y navegadores de Internet, literalmente, a su alcance.

Descrito el 12 de Agosto en Science, los artefactos fueron desarrollados por investigadores que buscan la creación de monitores médicos menos molestos para los bebés prematuros y otros pacientes con necesidades especiales. Pero el potencial de esta tecnología para integrar ordenadores en el cuerpo humano podría ser enorme.

«Este es un avance enorme», dice Michael McAlpine nanoingeniero de la Universidad de Princeton. «Esto va más allá de Dick Tracy que llamaba a alguien con un teléfono móvil en la muñeca. Puede tener su propia casa en la muñeca con este dispositivo de manera que siempre estará contigo. »

A pesar de que los tradicionales dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños y potentes, todavía son toscos objetos externos que deben tocarse o sostenerse con la mano. La nueva y perfecta conexión inalámbrica electrónica promete integrar el cuerpo con el mundo electrónico circundante.

El reto, dice el coautor del estudio John Rogers de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, es emparejar los componentes eléctricos típicamente rígidos a la piel suave, elástica y flexible.

Los componentes electrónicos -que pueden incluir diodos emisores de luz, paneles solares, transistores y antenas, entre otras cosas- se construyeron en una red maleable de onduladas S -formas similares a los antiguos cables de teléfono en espiral, que permite que los circuitos puedan trabajar cuando se estira en cualquier dirección.

Los investigadores intercalan estos componentes entre dos capas de protección de poliamida, un tipo de polímero. Estas capas se colocan en la parte superior de una película de silicona de goma que se adhiere a la piel con débiles enlaces químicos. El dispositivo también puede ser aplicado en un tatuaje temporal, que oculta la red y hace que se pegue más.

Sin embargo, los elementos básicos del sistema pueden configurarse de muchas maneras y para usos muy diferentes, dice.

«Creo que la gente creativa tendrá que pensar en cosas que ni siquiera hemos contemplado», dice Rogers.

Por ejemplo, la tecnología ha atraído el interés de personas de la seguridad que podrían estar interesados en el uso de la electrónica para desarrollar un sistema de comunicaciones secretas. «La CIA y otros ya se han interesado», dice Rogers. Una pequeña porción electrónica oculta en la garganta, por ejemplo, podría permitir a dos agentes comunicarse secretamente entre sí. La electrónica puede detectar y transmitir la actividad muscular que representan las palabras, todo ello sin que la persona emita sonido alguno.

Las superfina electrónica se arruga y se extiende al igual que la piel del cuerpo, por lo que es menos intrusiva que los cables voluminosos y engorrosos electrodos que normalmente se utilizan para monitorear los signos vitales.

«Usted puede colocarlos en la piel de alguien y podría arrugar la frente y fruncir el ceño», dice el neurólogo y el bioingeniero Brian Litt de la Universidad de Pennsylvania. «La ciencia de los materiales es simplemente maravillosa.»

La electrónica del adhesivo recoge las señales de los latidos del corazón de la gente cuando está pegado en el pecho, la actividad del músculo esquelético cuando está pegado en la pierna, y las ondas cerebrales cuando está pegado en la frente, según informan los investigadores. En el estudio, las señales del cuerpo viajaron desde el dispositivo a lo largo de un alambre delgado a un ordenador.

Los parches recogen datos con precisión durante seis horas, y no mostraron signos de degradación o irritación en el brazo, cuello, frente, mejilla o el mentón después de 24 horas. Los investigadores creen que podría extenderse la vida útil, en particular si se utiliza una fuerte sustancia adhesiva. Pero Rogers señala que el uso prolongado del dispositivo es limitado porque las células de la piel periódicamente se desprenden.

Tales dispositivos podrían servir como canales de comunicación entre el cuerpo y otros aparatos electrónicos. En sus experimentos los investigadores utilizaron la piel electrónica para controlar un videojuego. Cuando estaba pegado en la garganta, el dispositivo leía la actividad eléctrica de los músculos como si una persona dijera las palabras «arriba», «abajo», «izquierda» y «derecha» y controlaba un cursor de ordenador mientras se navegaba por internet.

Los investigadores planean mejorar la tecnología, permitiendo la comunicación inalámbrica y la adición de medios para almacenar la energía. El dispositivo ya tiene la capacidad de obtener energía a partir de bobinas móviles y células solares. Y en el futuro, tal electrónica se podría diseñar para accionarse con señales electromágneticas e incluso con la energía del calor del cuerpo.

Los monitores elásticos no invasivos podrían ser particularmente útiles para los bebés prematuros, dice Rogers. Los electrodos y los monitores que ahora se utilizan para rastrear señales vitales de los bebés recién nacidos son grandes y pueden irritar la piel del frágil recién nacido. Tales monitores no intrusivos también podrían ayudar a las personas sometidas a estudios del sueño. Los electrodos voluminosos que miden las ondas cerebrales a menudo interfieren con el sueño que los médicos están tratando de medir.

Y las potenciales aplicaciones médicas de la electrónica flexible no se limita a la supervisión. La electrónica puede ofrecer un mejor control de las prótesis, las formas de comunicación en las personas con enfermedad de laringe y nuevos tratamientos para las lesiones musculares. Rogers y sus colaboradores están poniendo a prueba si las señales eléctricas producidas por la piel electrónica puede mejorar la función muscular en ratas después de una lesión.

Traducción: elnuevodespertar
Fuente: sciencenews