El sensor de tensión «Smart fabric» combina fuerza y sensibilidad

El sensor de tensión «Smart fabric» combina fuerza y sensibilidad

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Una vista de cerca de las fibras de carbono conductoras con patrón del sensor

Con el fin de monitorear los movimientos de sus usuarios, los tejidos inteligentes suelen incorporar sensores de medición de tensión. Y aunque estos sensores son a menudo imprácticamente frágiles, los científicos de la Universidad de Harvard han creado uno nuevo que realmente puede soportar una paliza.

En el corazón del dispositivo prototipo hay una serie de fibras de carbono conductoras eléctricas, intercaladas entre dos láminas pre-restringidas de un polímero elástico. Las fibras individuales están dispuestas en un patrón conocido como serpentina meandro. Esto significa que, como el cuerpo ondulado de una serpiente, van y vienen de lado a lado.

Como resultado, la matriz de fibra de carbono es como un Slinky plano, que se separa cuando se tira de cada extremo. Sin embargo, a medida que las fibras se alejan unas de otras, la conductividad eléctrica del sensor disminuye correspondientemente. Por lo tanto, mediante el monitoreo continuo de una corriente eléctrica que se pasa a través del dispositivo, es posible determinar cuánta tensión está experimentando.

Además, el sensor es muy sensible, con incluso pequeños movimientos de la tela produciendo una lectura. Según los investigadores, por lo general hay una compensación con tales dispositivos, en que su fragilidad aumenta junto con su sensibilidad. Este sensor de tensión altamente sensible, sin embargo, puede sobrevivir siendo golpeado con un martillo, atropellado por un coche, apuñalado con un bisturí y pasando por 10 ciclos de lavadora.

Además, a diferencia de otros sensores que ofrecen una sensibilidad similar, el de Harvard no incorpora materiales caros, no requiere instalaciones de producción especializadas.

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En la imagen, incorporada en una manga, el sensor podría encontrar uso en aplicaciones como simulaciones de realidad virtual, ropa deportiva y diagnóstico clínico

En las pruebas de laboratorio, el dispositivo se incorporó a una funda de tela usada por un voluntario. Al detectar cambios en la tensión asociados con la flexión del músculo del antebrazo de esa persona, la tecnología fue capaz de identificar gestos de la mano, incluyendo un puño, la palma abierta y un movimiento de pellizcar.

Un artículo sobre la investigación, que está siendo dirigido por Oluwaseun Araromi, fue publicado recientemente en la revista Nature.

El sensor se muestra en el siguiente vídeo.

Fuente: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences/Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering

 

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