Imagen del nuevo sensor inalámbrico del MIT. Omicrono
La piel electrónica que reemplazará a los relojes inteligentes: monitoriza tu salud sin baterías
Ingenieros del MIT idean un sensor para la piel que detecta y transmite de forma inalámbrica información sobre salud al móvil sin chips ni baterías.
28 agosto, 2022 02:00Los relojes inteligentes, muy populares en España, han dejado de ser desde hace tiempo algo más que unos dispositivos para ver la hora o contestar llamadas. Una de sus funciones estrella es la monitorización de actividades físicas y de salud; incluso podrían detectar enfermedades como la Covid antes de tener síntomas. Aun así, desde hace tiempo existen otros inventos que terminarán reemplazando a estos wearables, como una nueva piel electrónica inalámbrica.
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Unos ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un nuevo tipo de sensor portátil capaz de comunicarse de forma inalámbrica con el teléfono móvil sin la necesidad de un chip Bluetooth ni baterías. Un dispositivo que tiene un diseño de piel electrónica, es decir, una película semiconductora flexible que se adapta a la piel como una fina cinta adhesiva.
La mayoría de los sensores inalámbricos actuales transmiten los datos de salud de una persona a un teléfono móvil mediante un chip Bluetooth integrado. Aunque funcionan con baterías pequeñas, resultan muy voluminosos comparados con los nuevos sensores, que cada vez son más pequeños, delgados y flexibles. Con esta nueva piel electrónica se termina definitivamente con este problema, ya que prescinde de esos elementos abriendo un nuevo camino a la industria, como detallan en la revista Science.
Sin baterías
Los ingenieros del MIT explican que el diseño que adopta su nuevo sensor portátil es de piel electrónica o 'e-skin'. Se trata de una película semiconductora flexible que se pega fácilmente a la piel y cuyo corazón es una cinta ultrafina de nitruro de galio de alta calidad, un material que es conocido por sus propiedades piezoeléctricas. Esto quiere decir que puede producir una señal eléctrica y vibrar en respuesta a un impulso eléctrico.
Durante su investigación, los ingenieros descubrieron que podían aprovechar las propiedades piezoeléctricas bidireccionales del nitruro de galio para utilizarlo de forma simultánea para la detección y la comunicación inalámbrica. Para aumentar cualquier señal eléctrica entrante o saliente, el equipo produjo muestras monocristalinas puras de este material, que combinaron con una capa conductora de oro.
Otro tipo de piel electrónica creada por el MIT. Omicrono
Con ello pudieron demostrar que su dispositivo era lo suficientemente sensible como para vibrar en respuesta al latido del corazón de una persona e indicar la presencia de compuestos en la piel, como la sal en su sudor. Las vibraciones producidas por el material generaban una señal eléctrica que podía ser leída por un receptor cercano, sin la necesidad de incorporar otros elementos electrónicos.
"Nuestro dispositivo es liviano y no tiene chips que consuman mucha energía. Podrías ponerlo en tu cuerpo como un vendaje y, junto con un lector inalámbrico en tu móvil, monitorizar de forma inalámbrica tu pulso, sudor y otras señales biológicas", explica Jeehwan Kim, autor del estudio.
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Los ingenieros del MIT desarrollaron una técnica llamada epitaxia remota para hacer crecer y despegar rápidamente semiconductores ultrafinos de alta calidad de obleas recubiertas con grafeno. Para su nueva piel, usaron este método para desprender cintas monocristalinas ultrafinas de nitruro de galio, que en su forma pura y sin defectos es un material piezoeléctrico muy sensible.
Con ello lograron un sensor basado en nitruro de galio adherido a la piel con su propia vibración que el material piezoeléctrico convertiría de forma simultánea en una señal eléctrica, cuya frecuencia podría registrar un receptor inalámbrico. "Si hay algún cambio en el pulso, o los químicos en el sudor, o incluso la exposición ultravioleta de la piel, toda esta actividad puede modificar el patrón de las ondas acústicas superficiales en la película de nitruro de galio. Y la sensibilidad de nuestra película es tan alta que puede detectar estos cambios", indica Kim.
Probado con éxito
Los ingenieros colocaron la piel electrónica en las muñecas y el cuello de algunos voluntarios, y emplearon una antena simple, sostenida cerca, para registrar de forma inalámbrica la frecuencia del dispositivo sin tener contacto físico con el sensor. El dispositivo pudo detectar y transmitir de forma inalámbrica cambios en las ondas superficiales del nitruro de galio en la piel de los voluntarios en relación con su frecuencia cardíaca.
En otro momento del estudio combinaron el dispositivo con una membrana delgada de detección de iones y gracias a ello la 'e-skin' pudo localizar y transmitir los niveles cambiantes de sodio cuando un voluntario sostenía una almohada térmica y comenzaba a sudar. Estos resultados se posicionan como el primer paso hacia sensores inalámbricos sin chips.
No es la primera vez que se trabaja en un proyecto de este estilo, ya que anteriormente también se dieron a conocer otro tipo de inventos similares, como una piel electrónica que monitoriza tu salud y se carga con sudor o un tatuaje electrónico que mide la tensión arterial. Lo que queda claro es que cada vez cobra más fuerza que en el futuro los relojes inteligentes cuenten con una gran competencia, en cuanto a monitorización de la salud se refiere.
