Cómo los dedos humanos perciben las moléculas

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

¿Alguna vez te has preguntado qué tan agudo es el sentido del tacto de una persona? Trabajos anteriores han demostrado que nuestros dedos pueden detectar protuberancias de hasta 13 nanómetros de altura. Y cada uno de nosotros con los ojos cerrados distinguiremos la madera del metal y el plástico, porque estos materiales tienen diferentes texturas y absorben el calor de los dedos de diferentes formas. Pero investigadores de la Universidad de California en San Diego han descubierto que a través del tacto, los humanos pueden sentir la diferencia entre dos superficies que se diferencian solo en la capa superior de moléculas.

El equipo, dirigido por el profesor Darren Lipomi, utilizó dos obleas de silicio, una cubierta con una capa oxidada dominada por átomos de oxígeno y la otra cubierta con un material de teflón a base de carbono y flúor. Ambas placas eran lisas y parecían prácticamente iguales.

En el primer experimento, se pidió a un grupo de 15 voluntarios que deslizaran el dedo por tres placas y adivinaran cuál era diferente de las otras dos. Los participantes aprobaron la prueba el 71% del tiempo.

La segunda prueba resultó ser más difícil. Los científicos han aplicado ocho franjas transversales de una capa oxidada y de teflón a obleas de silicio alargadas. En estas tiras, diferentes materiales jugaron el papel de "unos" y "ceros" del código binario, y en cada placa se cifró una letra del alfabeto ASCII de ocho bits.

Esta vez, diez de los once participantes en el experimento, aparentemente no lejos de la programación, pudieron descifrar la palabra Lab (Laboratorio) deslizando el dedo por las placas. Les tomó, en promedio, menos de cinco minutos.

Según los investigadores, las personas pueden sentir estas diferencias debido a las diferentes fuerzas de fricción de deslizamiento que ocurren cuando dos objetos en reposo comienzan a deslizarse entre sí. Es debido a este fenómeno que se genera el crujido de las bisagras de las puertas o el ruido de un tren en parada.

Durante las pruebas, resultó que la efectividad de reconocer diferentes superficies depende de qué tan rápido se mueve el dedo y qué tan fuerte presiona la placa.

Lipomi y sus colegas crearon un "dedo artificial con un sensor y un transductor de presión", que se pasó sobre varios materiales. Después de procesar los datos con un modelo de computadora, encontraron que con algunas combinaciones de velocidad y presión, las diferencias entre superficies se volvían completamente esquivas.

"Nuestros resultados muestran una capacidad humana notable para encontrar rápidamente la combinación correcta de fuerza y velocidad para percibir la diferencia entre estas superficies", dice Lipomi en un comunicado de prensa. Curiosamente, un 'dedo artificial' con un solo sensor también puede sentir esta diferencia. nada que ver con los cientos de terminaciones nerviosas en nuestra piel y receptores en los ligamentos, articulaciones, muñecas, codo y hombro que permiten a las personas sentir pequeñas diferencias cuando se las toca ".

Los hallazgos de la investigación, publicados en Materials Horizons, son fundamentales para el desarrollo de tecnologías como e-skin, prótesis táctiles y controles táctiles de realidad virtual.