Desarrollan un dispositivo que imita la complejidad del tacto y sus sensaciones

El sentido del tacto humano recoge una increíble y sofisticada variedad de sensaciones, son las sensaciones hápticas, pero hasta ahora la mayoría de tecnologías que han intentado imitarlas se han limitado a simples vibraciones.

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Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) ha desarrollado una nueva tecnología que crea movimientos precisos para imitar estas complejas sensaciones.

Los detalles del dispositivo se han presentado este jueves en la revista Science.

El aparato, compacto, ligero e inalámbrico, se coloca sobre la piel y aplica fuerza en cualquier dirección para generar diversas sensaciones, como vibraciones, estiramientos, presiones, deslizamientos y torsiones.

También puede combinar sensaciones y funcionar rápida o lentamente para simular un sentido del tacto más matizado y realista.

Alimentado por una pequeña batería recargable, el dispositivo utiliza Bluetooth para conectarse de forma inalámbrica a auriculares de realidad virtual y teléfonos inteligentes.

Además, es pequeño y eficiente, y se puede combinar o integrar en otros dispositivos electrónicos para llevar puestos.

Los investigadores creen que, con el tiempo, su dispositivo podría servir para mejorar las experiencias virtuales, ayudar a las personas con deficiencias visuales a navegar por su entorno, reproducir la sensación de diferentes texturas en pantallas planas para las compras por Internet, proporcionar retroalimentación táctil para las visitas sanitarias a distancia e incluso permitir que las personas con deficiencias auditivas ‘sientan’ la música.

“Casi todos los actuadores hápticos se limitan a tocar la piel pero la piel es receptiva a sentidos del tacto mucho más sofisticados”, explica John A. Rogers, de Northwestern, director de diseño del dispositivo.

“Queríamos crear un dispositivo que pudiera aplicar fuerzas en cualquier dirección, no sólo pinchar, sino empujar, girar y deslizar. Construimos un minúsculo actuador que puede empujar la piel en cualquier dirección y en cualquier combinación de direcciones. Con él podemos controlar con precisión la compleja sensación del tacto de forma totalmente programable”, detalla.

El obstáculo háptico

Aunque en los últimos años las tecnologías visuales y auditivas han experimentado un crecimiento explosivo, las hápticas están estancadas y los sistemas más avanzados sólo ofrecen zumbidos y esto se debe, en gran medida, a la extraordinaria complejidad del tacto humano.

“La piel puede pincharse o estirarse lateralmente. El estiramiento de la piel puede ocurrir lenta o rápidamente, y puede suceder en patrones complejos a través de una superficie completa, como la palma de la mano entera”, explica J. Edward Colgate, pionero de la háptica y coautor del estudio.

Para simular esa complejidad, el equipo desarrolló el primer actuador (la parte de un dispositivo que permite lograr movimientos) con plena libertad de movimiento, es decir, que puede moverse y aplicar fuerzas en todas las direcciones a lo largo de la piel.

A su vez, estas fuerzas dinámicas activan todos los mecanorreceptores de la piel, tanto individualmente como combinados entre sí.

El dispositivo, de unos pocos milímetros de tamaño, utiliza un imán diminuto y un conjunto de bobinas de alambre dispuestas en forma de nido y cuando la electricidad fluye por las bobinas, genera un campo magnético.

Cuando ese campo magnético interactúa con el imán, produce una fuerza suficiente para moverlo, empujarlo, tirar de él o girarlo. Combinando los actuadores en matrices, pueden reproducir la sensación de pellizcar, estirar, apretar y golpear.

Dar vida al mundo virtual

En el otro lado del dispositivo, el equipo añadió un acelerómetro que le permite medir su orientación en el espacio, una información que permite al sistema proporcionar una respuesta háptica basada en el contexto del usuario.

Si el actuador está en una mano, por ejemplo, el acelerómetro puede detectar si la mano del usuario está con la palma hacia arriba o hacia abajo. El acelerador también puede seguir el movimiento del actuador y proporcionar información sobre su velocidad, aceleración y rotación.

Según Rogers, esta capacidad de seguimiento del movimiento es especialmente útil cuando se navega por espacios o se tocan diferentes texturas en una pantalla plana.

Además de reproducir experiencias táctiles cotidianas, la plataforma también puede transferir información a través de la piel. Cambiando la frecuencia, la intensidad y el ritmo de la retroalimentación háptica, el equipo convirtió el sonido de la música en tacto físico, por ejemplo.

También lograron alterar los tonos con sólo cambiar la dirección de las vibraciones. Sentir estas vibraciones permitió a los usuarios diferenciar entre varios instrumentos.

“Creemos que nuestro sistema podría ayudar a cerrar aún más la brecha entre el mundo digital y el físico. Al añadir un verdadero sentido del tacto, las interacciones digitales pueden resultar más naturales y atractivas”, resume Rogers.