Materiales de circuito mecánico integrado - Ciencia e Ingeniería de Materiales

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jueves, 29 de septiembre de 2022

Materiales de circuito mecánico integrado

 Resumen: Este artículo informa sobre la creación de un novedoso material capaz de “pensar”. Dicho material fue producido por la Universidad Estadual de Pennsylvania y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos de América y es capaz de recibir información mecánica, procesarla y reaccionar a dicho estímulo.



Este material revela la oportunidad de usar casi cualquier otro material común como su propio circuito integrado, capaz de “pensar” y responder a su entorno. Dicho material puede recibir un estímulo mecánico, procesarlo y reaccionar acorde a ello de manera simultánea sin la necesidad de componentes electrónicos adicionales.


Este polímero suave es un conductor que contiene circuitos reconfigurables capaces de realizar combinaciones lógicas, cuando recibe un estímulo este es transformado en información eléctrica que luego es procesada para crear una señal de salida. Dicho de otra forma, este material puede usar fuerzas mecánicas para resolver complejos problemas aritméticos, algo que los investigadores pudieron demostrar. El proceso de “pensar” que este material consigue es similar al nuestro, donde recibimos un estímulo, los nervios lo convierten en señales eléctricas que son procesadas en el cerebro, el cual le indica al cuerpo como debe reaccionar. Esto abre camino a una amplia aplicación del material en sistemas autónomos de búsqueda y rescate, en reparación de estructuras y hasta materiales bio-híbridos capaces de identificar, aislar y neutralizar patógenos aéreos.


Para este logro los investigadores partieron de un trabajo previo sobre un metamaterial similar pero limitado a operaciones lógicas y con entradas y salidas binarias. Ayudados por un documento de 1938 publicado por Claude E. Shannon, Padre de la teoría de la información, donde era descrito una forma de crear circuitos integrados utilizando redes de conmutación mecánico-eléctricas.


 


Figura 1 – El material traduce una fuerza mecánica a señales eléctricas que producen un resultado computacional.


El siguiente paso según los investigadores es mejorar el material para que este pueda procesar estímulos visuales, o sea, adaptar el material para que este tenga la capacidad de “ver”. El objetivo final es crear un material con capacidades de navegación autónoma, siguiendo señales que lo guíen y con los que pueda evitar obstáculos.




Referencia:

El Helou, C., Grossmann, B., Tabor, C.E. et al. Mechanical integrated circuit materials. Nature 608, 699–703 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05004-5


Redaccion: Mauricio Isaac Gomes Ibarra - UNILA