Unos científicos han conseguido desarrollar nervios mecanosensoriales artificiales usando dispositivos orgánicos flexibles para emular nervios sensoriales biológicos. Utilizaron dichos nervios mecanosensoriales artificiales para controlar la pata de un insecto y para distinguir entre caracteres en braille.

Este avance es obra del equipo de Wentao Xu, de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur, y Yeongin Kim y Alex Chortos, de la Universidad Stanford en Estados Unidos.

En comparación con los ordenadores digitales convencionales, el sistema nervioso biológico es extraordinariamente eficaz para realizar tareas que son muy habituales en nuestra vida cotidiana, como el procesamiento de imágenes visuales, el reconocimiento de voces, la detección táctil y el control de nuestros movimientos corporales. Esto inspiró a Xu y sus colegas para trabajar, con un enfoque nuevo, en computación neuromórfica, sensores inspirados en la biología, control robótico y prótesis. Los enfoques anteriores se apoyaban mucho en el uso de software sobre ordenadores digitales convencionales y en diseños de circuitos usando componentes clásicos de silicio que han mostrado problemas importantes relacionados con el consumo de energía (muy alto), el coste (también muy elevado) y los fallos de funcionamiento (muy habituales).

Los nuevos nervios mecanosensoriales artificiales se basan en electrónica flexible y consiguen emular bastante bien a los nervios mecanosensoriales biológicos. Los primeros están compuestos por tres componentes esenciales: mecanorreceptores (sensores de presión), neuronas (osciladores orgánicos en anillo) y sinapsis (transistores electroquímicos orgánicos). La información de presión de los mecanorreceptores puede ser convertida en potenciales de acción a través de las neuronas artificiales. Es factible integrar múltiples potenciales de acción en una sinapsis artificial para accionar músculos biológicos y reconocer caracteres en braille.

En la investigación se ha trabajado en la conexión de nervios mecanosensoriales artificiales con nervios motores de un insecto. (Imagen: Yeongin Kim (Stanford University), Alex Chortos (Stanford University), Wentao Xu (Seoul National University), Zhenan Bao (Stanford University), Tae-Woo Lee (Seoul National University))

Los dispositivos que imitan el procesamiento de señales y la funcionalidad de los sistemas biológicos pueden simplificar el diseño de un sistema inspirado en la naturaleza y reducir el consumo de energía. Xu y sus colegas argumentan que los dispositivos orgánicos son ventajosos porque pueden ser impresos en un área grande a bajo coste, sus propiedades funcionales son ajustables a voluntad y su flexibilidad es comparable a la de los sistemas biológicos blandos.

En los experimentos con esta nueva tecnología, además de usar los nervios mecanosensoriales artificiales para detectar texturas a gran escala, movimientos de objetos y distinguir caracteres de braille, esos nervios artificiales también se conectaron a nervios motores de un insecto.

En el futuro, las versiones perfeccionadas de estos nervios mecanosensoriales artificiales podrán ser utilizados para robots inspirados en la naturaleza y en prótesis robóticas mejor adecuadas al Ser Humano, contribuyendo así a avances en el desarrollo de robots con forma humana (androides) y de prótesis que sean tan compatibles con las personas afectadas por discapacidades neurológicas como lo serían las extremidades biológicas emuladas.

Mayo-junio 2018