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Dispositivo vestible simula el toque humano con precisión inédita. Innovación puede transformar áreas como VR, salud y comunicación remota
Una nueva tecnología desarrollada por ingenieros de la Universidad Northwestern promete cambiar cómo interactuamos con el mundo digital. El nuevo dispositivo vestible, compacto, ligero y sin cables, logra reproducir una amplia gama de sensaciones táctiles directamente en la piel.
El nuevo dispositivo vestible va más allá de las vibraciones simples y crea movimientos refinados, como presión, torsión, deslizamiento e incluso estiramiento. Todo esto en un aparato que cabe en la palma de la mano y puede ser usado en cualquier parte del cuerpo.
Más que vibraciones simples
Actualmente, la mayoría de las tecnologías hápticas en el mercado solo ofrecen patrones de vibración limitados. No logran acompañar la complejidad del toque humano, que involucra diversos sensores en la piel.
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La nueva solución creada por el equipo de Northwestern busca justamente llenar ese vacío. Aplica fuerzas controladas y dirigidas para simular lo que realmente sentimos al tocar un objeto.
El estudio que presenta esta innovación fue publicado en la revista Science. Muestra cómo el nuevo dispositivo vestible puede crear una sensación de toque más realista al moverse en cualquier dirección.
A través de combinaciones de fuerza y velocidad, es posible generar sensaciones táctiles complejas y sutiles. Esto abre nuevas posibilidades para el uso de tecnologías hápticas.
Pequeño, portátil y sin cables
La estructura del aparato cuenta con una pequeña batería recargable y conexión Bluetooth. Así, puede integrarse fácilmente con celulares, auriculares de realidad virtual o dispositivos vestibles.
La idea es que pueda ser utilizado de varias formas, desde experiencias inmersivas hasta aplicaciones médicas y accesibilidad.
Los investigadores apuntan a usos variados. Por ejemplo, el dispositivo puede simular texturas en una pantalla plana, lo que ayuda a la hora de comprar ropa en línea.
También puede ayudar a personas con discapacidad visual a navegar en el espacio o permitir que personas con discapacidad auditiva sientan la música a través de la piel. En consultas médicas remotas, puede generar retroalimentación táctil, aportando más realismo a la atención.
Fuerza y dirección en el toque
“Casi todos los actuadores hápticos realmente solo tocan la piel”, dijo John A. Rogers, quien lideró el proyecto. Explica que la piel humana responde a mucho más que solo un toque simple. El objetivo era crear un dispositivo que aplicara diferentes tipos de fuerza: empujar, torcer, deslizar. Según él, el nuevo actuador puede hacer todo esto de manera programable y precisa.
Rogers es profesor de ingeniería y bioelectrónica, con actuación en varias áreas de la Universidad Northwestern. Trabajó junto a Yonggang Huang, profesor de ingeniería mecánica, civil y ambiental. También contribuyeron Kyoung-Ho Ha, Jaeyoung Yoo y Shupeng Li, coautores del estudio.
Desafío del dispositivo vestible: reproducir el tacto humano
En las últimas décadas, las tecnologías visuales y sonoras han evolucionado bastante. Gafas de realidad virtual y sistemas de sonido avanzados son ejemplos de ello. Sin embargo, el sentido del tacto ha quedado rezagado.
Las tecnologías hápticas han cambiado poco. Incluso los sistemas más modernos ofrecen solo vibraciones simples.
Una de las razones es la complejidad del tacto humano. La piel tiene varios tipos de sensores, llamados mecanorreceptores. Se encuentran en diferentes capas de la piel y reaccionan a estímulos como presión y estiramiento.
Reproducir estas sensaciones requiere un control muy preciso. Hasta ahora, las tecnologías disponibles no han podido satisfacer esta demanda.
“Parte de la razón por la cual la tecnología háptica se queda atrás respecto al vídeo y al audio en su riqueza y realismo es que la mecánica de la deformación de la piel es complicada”, dijo J. Edward Colgate, coautor del estudio.
“La piel puede ser tocada o estirada hacia los lados. El estiramiento de la piel puede suceder lenta o rápidamente, y puede ocurrir en patrones complejos en una superficie completa, como toda la palma de la mano.” Destaca que entender y simular esta dinámica fue un gran desafío.
El actuador con libertad total
Para superar esto, el equipo desarrolló un actuador con libertad total de movimiento, o FOM. Este actuador no se limita a un tipo de movimiento.
Puede aplicar fuerza en cualquier dirección en la superficie de la piel. Esto estimula todos los tipos de sensores de la piel, ofreciendo una sensación más cercana al toque real.
Según Colgate, el dispositivo FOM es el primero de este tipo: pequeño, portátil y con capacidad para realizar todos estos movimientos. Puede ser usado individualmente o en grupo, formando matrices que generan sensaciones aún más ricas, como pellizcos o golpes.
El funcionamiento del nuevo dispositivo vestible se basa en un imán y bobinas de hilo. Estas bobinas generan un campo magnético cuando la electricidad pasa a través de ellas.
Este campo interactúa con el imán, produciendo suficiente fuerza para mover el actuador en cualquier dirección. La combinación de actuadores permite crear patrones complejos de toque.
“Conseguir un diseño compacto y una salida de fuerza fuerte es crucial”, dijo Huang, responsable del desarrollo teórico. “Nuestro equipo desarrolló modelos computacionales y analíticos para identificar diseños ideales, asegurando que cada modo genere su componente de fuerza máxima mientras minimiza fuerzas o torques no deseados.”
Música, textura y nuevas experiencias con el dispositivo vestible
Además, el dispositivo vestible cuenta con un acelerómetro que mide la orientación y el movimiento. Así, adapta la retroalimentación táctil según el contexto. Si está en la mano, por ejemplo, detecta si la palma está hacia arriba o hacia abajo. También sigue la velocidad, rotación y aceleración.
Este recurso ayuda a crear interacciones más naturales. Si alguien pasa el dedo por una pantalla simulando diferentes tejidos, el dispositivo vestible reacciona distintivamente al toque de seda o terciopelo. Esto permite experiencias más realistas en compras en línea, por ejemplo.
Otra aplicación interesante es en la música. El equipo logró convertir sonidos en sensaciones físicas. Variando intensidad y dirección de las vibraciones, los usuarios podían diferenciar instrumentos musicales. Fue posible incluso mapear tonos en diferentes patrones táctiles.
“Logramos descomponer todas las características de la música y mapearlas en sensaciones táctiles sin perder la información sutil asociada a instrumentos específicos”, dijo Rogers. Cree que la tecnología puede unir mejor el mundo físico y digital, haciendo que las interacciones sean más naturales.
Con información de SciTechDaily.
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