Lentes de contacto con circuitos y luces, posible plataforma para una visión suprahumana

Algunos personajes de las películas como Terminator o la Mujer Biónica usan ojos biónicos para hacer un zoom de las escenas que suceden a lo lejos, muestran datos útiles superpuestos a su campo de visión, o recrean puntos de mira virtuales. Fuera de la pantalla, se han propuesto estos dispositivos virtuales para propósitos más prácticos, como las de ayudas a la visión de las personas con minusvalías, paneles de control holográficos para conducir, e incluso como una forma de poder navegar por la red mientras se va por ahí.

El dispositivo que lograra hacer todo esto podría ser muy familiar. Ingenieros de la Universidad de Washington (UW) han usado por primera vez técnicas de fabricación a escala microscópica para combinar una lente de contacto que sea al mismo tiempo biológicamente segura y flexible, y que incorpore un circuito electrónico impreso e iluminación.

“Observando a través de una lente completada, podrías ver lo que el visor está generando de forma superpuesta al mundo exterior”, comenta Babak Parviz, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la UW. “Este es un pequeño paso hacia ese objetivo, pero creo que es extremadamente prometedor”. Harvey Ho, antiguo estudiante de graduado de Parviz que en la actualidad trabaja en los laboratorios nacionales de Sandía en Livermore (California), ha presentado hoy los resultados en la conferencia internacional sobre microsistemas electromecánicos organizada por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE). Otros coautores son Ehsan Saeedi y Samuel Kim del departamento de ingeniería eléctrica de la UW, y Tueng Shen del departamento oftalmológico del centro médico de la UW.

Existen múltiples utilidades posibles para estos visores virtuales. Los conductores o pilotos podrían ver la velocidad del vehículo proyectada sobre el parabrisas. Las compañías de vídeojuegos podrían usar las lentes de contacto para sumergir completamente a los jugadores en un mundo virtual, sin restringir por ello su libertad de movimientos. Y en cuanto a las comunicaciones, la gente que viajase podría navegar por internet a través de una pantalla virtual que flotase en medio del aire y que solo ellos fueran capaces de ver.

“La gente podría encontrarle toda clase de aplicaciones en las que ni siquiera hemos pensado. Nuestro objetivo es demostrar que la tecnología básica puede funcionar y asegurarnos de que lo hace correctamente y de forma segura”, comenta Parviz, que dirige al grupo multidisciplinar en la UW que desarrolla las lentes de contacto electrónicas.

El dispositivo prototípico contiene un circuito eléctrico, así como diodos emisores de luz para el visor, aunque aún no lo han probado en humanos. Las lentes se han probado en conejos durante períodos de hasta 20 minutos, y los animales no han mostrado efectos adversos.

Idealmente, colocarse o quitarse el ojo biónica debería ser tan fácil como ponerse o sacarse una lente de contacto normal, y una vez colocada el portador no debería percibir que el dispositivo está ahí, comenta Parviz.

Construir estas lentes fue todo un reto porque los materiales que son seguros para su uso corporal, como la materia orgánica flexible que se emplea en las lentes de contacto, son delicadas. Fabricar circuitos eléctricos, sin embargo, implica el uso de materiales inorgánicos, temperaturas elevadas y compuestos químicos tóxicos. Los investigadores fabricaron los circuitos a partir de capas de metal de solo unos pocos nanómetros de grosor (apenas una milésima del grosor de un cabello humano) y construyeron los diodos emisores de luz con una longitud de un tercio de milímetro. Luego rociaron el polvo grisáceo de los componentes eléctricos en el interior de una lámina de plástico flexible. La forma de cada diminuto componente dicta que piezas se pueden conectar entre si, una técnica de microfabricación conocida como auto-ensamblado. Fuerzas capilares, el mismo tipo de fuerza que mueve el agua a través de las raíces de una planta, y que hace que el reborde superior de un vaso repleto de agua se curve hacia arriba, coloca las piezas en posición.

El prototipo de la lente de contacto no corrige la visión del portador, pero la técnica podría emplearse sobre lentes correctoras, afirma Parviz. Y todos sus utensilios no obstruirán la visión de la persona.

“Existe un gran área fuera de la parte transparente del ojo que puede usarse para ubicar la instrumentación”, comenta Parviz. Las futuras mejoras añadirán comunicación sin cables hasta y desde las lentes. Los investigadores esperan dotar de energía al sistema empleando una combinación de radio-frecuencia y células solares ubicadas en la propia lente, comentó Parviz.

Habrá que esperar aún para contar con un dispositivo plenamente funcional, pero una versión mucho más básica, con un visor de unos pocos píxels, podría estar operativa “muy rápidamente”, según afirmó Parviz.

Traducido de Contact lenses with circuits, lights a possible platform for superhuman vision

Piel sintética para brazos robóticos

No basta con tener brazos artificiales, controlados al milímetro, con los que poder escribir a máquina y tocar el piano igual de fácilmente que con las manos orgánicas. Una investigación financiada por el Pentágono pretende que los brazos protésicos sean capaces de sentir igual que los reales, así que se han puesto a crear parches de piel sintética que envíen señales sensitivas directamente al cerebro.

El proyecto es parte de un programa revolucionario en prótesis financiado por la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA), y su intención es la de construir, ya para el año 2010, brazos mecánicos ligeros que puedan tocar y sentir de un modo similar a los reales, enviando señales al cerebro de las personas que han sufrido amputaciones, y que respondan al control directo del cerebro.

Jesse Sullivan, que sufrió una doble amputación de sus brazos, aparece en el vídeo superior haciendo una demostración de un prototipo actual de brazo biónico en la conferencia DARPATech que tuvo lugar el pasado mes de agosto de 2007. Sullivan puede hacer pirámides con vasos de plástico y sacar una tarjeta de crédito de su bolsillo - aparentemente tareas sencillas, pero que requieren una retroalimentación complicada entre las terminaciones nerviosas de la piel, las neuronas del cerebro y los músculos. El prototipo, al que no se la ha dado un acabado enbellecido (de ahí su apariencia extremadamente mecánica) cuenta con 80 sensores individuales basados en silicio en las puntas de los dedos para dar información táctil, de temperatura y de posición al cerebro.

La nueva piel artificial incorporará muchos más sensores, y cubrirá las partes metálicas de la prótesis, dándole una apariencia mucho más natural. La piel, compuesta de un polímero elástico llamado poliamida al que se le han incrustado diminutos nanotubos de carbono, es flexible, estirable, ligero y firme. Este polímero, que se diseñó inicialmente para fabricar sensores de presión para aviones, es duradero, resiste a las altas temperaturas y es piezoeléctrico. Esto último quiere decir que genera electricidad en respuesta a la presión o a la fuerza, de modo que quien lleve estás prótesis podrá medir la presión que se aplica a su superficie. Los nanotubos de carbono mejoran la piezoelectricidad de la poliamida al tiempo que dan más resistencia al polímero.

Se añadirán sensores de temperatura bajo la capa de poliamida. El truco consiste en transferir el calor todo lo rápido que se pueda desde la superficie del polímero a los sensores. De nuevo, los nanotubos de carbono - que conducen el calor a su través excepcionalmente bien - jugarán un papel fundamental. La intención de los científicos es crear polímeros con nanotubos embebidos que conduzcan el calor igual de bien que los tejidos humanos, para ello impregnarán el polímero con una matriz de nanotubos alineados verticalmente que se ocuparán de transferir el calor desde la superficie de la piel a los sensores que hay bajo ella. Investigaciones realizadas en el año 2006 demostraron que los impulsos de calor viajan 20 veces más rápido en polímeros que contengan una rejilla de nanotubos, que en polímeros puros.

Traducido de Synth Skin for Robo-Limbs (Autor: Noah Shachtman).

Desarrollan batería de ión-litio 10 veces más potente

Científicos de la Universidad de Stanford, dirigidos por Yi Cui, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, han desarrollado una batería de litio que puede almacenar 10 veces la carga de una batería normal ión-Li. Con ella, la autonomía de los portátiles (por ejemplo) pasaría de 2 a 20 horas, y esta tecnología podría aplicarse también a cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores mp3 y coches eléctricos.

Las baterías de ión-Li actuales emplean un ánodo basado en el carbono, sobre el que se deposita el litio en el que se almacena la carga. Sin embargo, los ánodos fabricados con silicio pueden almacenar una cantidad de litio 10 veces superior. Hasta el momento, la mayoría de las configuraciones realizadas con silicio se degradban rápidamente con cada ciclo de recarga a causa de la expansión y contracción.

Pero ahora, empleando nanotecnología, se pueden realizar nanocables de silicio (véase foto). Los investigadores dicen que el diámetro de uno de estos cables es mil veces menor que el grosor de una hoja de papel, y mediante un proceso que acaban de patentar, logran que el lítio se almacene sobre cada uno de estos nanocables durante la operación de carga, lo cual les hace crecer un 400% sin fracturarse.

El equipo ha publicado su hallazgo en la edición online del 16 de diciembre de la revista Nature Nanotechnology.

Resumido de Stanford’s nanowire battery holds 10 times the charge of existing ones