El sistema nervioso humano es notablemente hábil para interpretar la información sensorial, a pesar de depender de señales que podrían desconcertar a muchos en computación: una cacofonía de picos de actividad transmitidos a través de numerosas neuronas, donde se fusionan con otras señales similares.
Ahora, los investigadores han aprovechado esta circuitería de espigas para crear una piel robótica artificial, emulando algunos principios clave de la transmisión e integración de señales sensoriales encontrados en las neuronas humanas. Aunque el sistema incorpora algunos elementos no neuronales, se beneficia de la disponibilidad de chips capaces de ejecutar redes neuronales utilizando estas señales de espigas. Esta compatibilidad facilita una integración sin problemas con hardware eficiente en energía para software de control basado en IA.
Señales de Espigas para Localización
El sistema nervioso bajo nuestra piel es intrincado y sofisticado, equipado con sensores especializados para detectar sensaciones como calor, frío, presión y dolor. Generalmente, estos sensores canalizan información a la columna vertebral para un procesamiento preliminar, permitiendo acciones reflejas sin la necesidad de involucrar al cerebro. Sin embargo, las señales viajan a través de neuronas especializadas al cerebro para un análisis más profundo y potencial conciencia consciente.
El equipo de investigadores con sede en China desarrolló un sistema comparable para la piel artificial de una mano robótica. Se centraron en la detección de presión, incorporando características del sistema nervioso, como la identificación de la ubicación de los estímulos y lesiones, y empleando múltiples capas de procesamiento.
El proyecto comenzó con la creación de una piel de polímero flexible que contiene sensores de presión integrados, los cuales se conectaban al resto del sistema a través de polímeros conductores. Las capas subsiguientes del sistema convirtieron las entradas de los sensores en una secuencia de picos de actividad: breves pulsos de corriente eléctrica.
Estos trenes de espigas transmiten información de cuatro maneras: a través de la forma del pulso, magnitud, duración del pico y frecuencia del pico. En los sistemas biológicos, la frecuencia de los picos es el método más prevalente de transmisión de información, que los investigadores utilizaron para representar los niveles de presión sentidos por el dispositivo. Las otras formas informativas ayudaron a desarrollar un mecanismo similar a un código de barras, identificando el sensor de origen para cada lectura.