Desarrollan un nuevo material de ingeniera capaz de pensar: "Actúa como un cerebro"

Primer ejemplo de un material polimérico suave que actúa como un cerebro
Primer ejemplo de un material polimérico suave que actúa como un cerebro
YouTube/Penn State
Primer ejemplo de un material polimérico suave que actúa como un cerebro

Un equipo de investigadores de Penn State y de la Fuerza Aérea de Estados Unidos ha descubierto una novedosa alternativa a los circuitos integrados. "Alguien te toca el hombro y los receptores táctiles organizados en tu piel envían un mensaje al cerebro, que procesa la información y te indica que mires a la izquierda, en la dirección del toque", explican en un comunicado emitido por la Penn State.

Basándose en este procesamiento de información mecánica, el equipo de investigadores lo han integrado en materiales de ingeniería que "piensan". El estudio, publicado en la revista 'Nature', explica cómo los circuitos integrados se suelen componer de múltiples elementos electrónicos que se almacenan en un único material semiconductor, normalmente silicio.

En este sentido, "los circuitos integrados son la realización de los científicos del procesamiento de información similar al papel del cerebro en el cuerpo humano", añaden en el comunicado. Pero, ¿cómo es posible?

Cómo se ha producido este hallazgo

"Hemos creado el primer ejemplo de un material de ingeniería que puede sentir, pensar y actuar simultáneamente sobre el estrés mecánico sin requerir circuitos adicionales para procesar tales señales", destaca el investigador principal Ryan Harne, profesor asociado de ingeniería mecánica James F. Will Career Development en Penn State. 

Así, añade el experto, el material de polímero blando "actúa como un cerebro que puede recibir cadenas digitales de información que luego se procesan, lo que da como resultado nuevas secuencias de información digital que pueden controlar las reacciones".

Este hallazgo es una oportunidad, ya que cualquier material que nos rodea podría actuar como su propio circuito integrado. Esta explicación se debe a que "el material mecánico suave y conductor contiene circuitos reconfigurables que pueden realizar una lógica combinacional", esto es, que cuando el material recibe estímulos del exterior, los traduce en información eléctrica que luego se procesa para crear señales de salida.

Por qué el proceso de pensamiento es similar

"Descubrimos cómo usar las matemáticas y la cinemática, cómo se mueven los componentes individuales de un sistema, en redes mecánico-eléctricas", destaca Harne. "Esto nos permitió realizar una forma fundamental de inteligencia en materiales de ingeniería al facilitar el procesamiento de información totalmente escalable intrínseco al sistema de materiales blandos", añade.

Como explican en la investigación, el material utiliza un proceso de pensamiento parecido al de los seres humanos y puede tener aplicaciones potenciales en "sistemas autónomos de búsqueda y rescate, en reparaciones de infraestructura e incluso en materiales biohíbridos que pueden identificar, aislar y neutralizar patógenos en el aire".

Para que se produzcan nuestras reacciones físicas como humanos, "el proceso requiere que los nervios del cuerpo digitalicen la información sensorial para que las señales eléctricas puedan viajar al cerebro". Es entonces cuando el cerebro recibe esta información, la analiza y ordena al cuerpo para que reaccione.

"Para que los materiales procesen y piensen en la información de manera similar, deben realizar los mismos cálculos internos complejos", destaca Harne. "Actualmente estamos traduciendo esto a un medio de 'ver' para aumentar la sensación de 'tocar' que hemos creado actualmente". El objetivo del equipo es desarrollar un material "que demuestre la navegación autónoma a través de un entorno al ver señales, seguirlas y maniobrar para apartarse de la fuerza mecánica adversa, como si algo lo pisara", concluyen.

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