Los investigadores desarrollan nuevos tejidos inteligentes

Comunicado de prensa facilitado por ETH Zúrich

 Los nuevos tejidos inteligentes desarrollados por investigadores de la ETH de Zúrich se basan en ondas acústicas y fibras de vidrio para permitir mediciones precisas. Son ligeros, transpirables y rentables y ofrecen un gran potencial para la medicina, el deporte y la vida cotidiana.

Imagina que llevas una camiseta que mide tu frecuencia respiratoria, o unos guantes que traducen los movimientos de tu mano en órdenes para el ordenador. Investigadores de la ETH de Zúrich dirigidos por Daniel Ahmed, catedrático de Robótica Acústica para las Ciencias de la Vida y la Salud Pública, han sentado las bases de esos textiles inteligentes. A diferencia de muchos avances anteriores en este campo, que utilizan sobre todo la electrónica para este fin, los investigadores de la ETH se basan en ondas acústicas que se conducen a través de fibras de vidrio. Esto hace que las mediciones sean más precisas y que los tejidos sean más ligeros, transpirables y fáciles de lavar. “También son rentables porque utilizamos material de fácil acceso y el consumo eléctrico es muy bajo”, afirma Ahmed.

Sensores acústicos en el tejido
Los investigadores llaman a su desarrollo sono-textiles. En el proceso, transformaron tejidos normales en sensores inteligentes que reaccionan al tacto, la presión y los movimientos. “Ya se ha investigado sobre tejidos inteligentes basados en la acústica, pero somos los primeros en probar fibras ópticas en combinación con señales que utilizan distintas frecuencias”, explica Yingqiang Wang, primer autor del estudio publicado en la revista Nature Electronics estudio publicado.

Los investigadores han tejido fibras de vidrio a través del tejido a intervalos regulares. En un extremo hay un pequeño transmisor que emite ondas sonoras. El otro extremo de todas las fibras ópticas alimenta un receptor que mide si las ondas han cambiado.

Cada transmisor funciona con una frecuencia distinta. De este modo, es posible detectar en qué cable de fibra óptica han cambiado las ondas sonoras con poca potencia de cálculo. Los tejidos inteligentes anteriores solían tener problemas de sobrecarga de datos y procesamiento de señales, ya que cada punto del sensor tenía que evaluarse individualmente. “En el futuro, los datos podrían enviarse directamente a un ordenador o smartphone en tiempo real”, dice Ahmed.

Cuando se mueve una fibra de vidrio, la longitud de las ondas acústicas que la atraviesan cambia a medida que pierden energía. En el caso de una camiseta, esto puede ocurrir por el movimiento del cuerpo o la respiración. “Utilizamos frecuencias de unos 100 kilohercios en el rango ultrasónico, muy lejos del rango auditivo humano, que está entre 20 hercios y 20 kilohercios”, subraya Wang.

Uso versátil
Los investigadores han demostrado en el laboratorio que su concepto funciona. En el futuro, los tejidos Sono podrían utilizarse en diversos ámbitos: Como camisa o camiseta, podrían monitorizar la respiración de pacientes asmáticos y avisar en caso de emergencia.

En el entrenamiento deportivo y la supervisión del rendimiento, los atletas podrían recibir análisis en tiempo real de sus movimientos para optimizar su rendimiento y prevenir lesiones. Los textiles también ofrecen potencial para el lenguaje de signos: los guantes con esta tecnología podrían traducir simultáneamente los movimientos de las manos en texto o voz. También podrían utilizarse en entornos de realidad virtual o aumentada.

“Los sonotextiles podrían incluso medir la postura de una persona y, como tecnología de asistencia, mejorar su calidad de vida”, añade Chaochao Sun, también primer autor del estudio. Así, las personas que quieran mejorar su postura podrían recibir información específica para corregirla. Incluso en las sillas de ruedas, los textiles podrían indicar cuándo es necesario cambiar de posición para evitar úlceras por presión.

Aunque la idoneidad de los tejidos Sono para el uso cotidiano es potencialmente muy alta, Ahmed añade que aún hay margen de mejora en términos de aplicación práctica. Las fibras de vidrio como conductoras del sonido eran ideales en el laboratorio, pero en la vida cotidiana pueden romperse. “Lo bueno es que podemos sustituir fácilmente las fibras de vidrio por metal. El sonido también se propaga eficazmente a través del metal”, explica Ahmed, y añade: “Nos gustaría ampliar nuestra investigación en esta dirección y también a otras aplicaciones”. A continuación, los investigadores quieren hacer el sistema más robusto y probar cómo se puede integrar mejor la electrónica en los tejidos.

Fuente: Wtin