El guante electrónico impermeable puede ayudar a los buceadores a comunicarse

Cuando los buceadores tienen que decir “¡Estoy bien!” o “¡Tiburón!” a sus compañeros de buceo, utilizan señales con la mano para comunicarse visualmente. Pero a veces estos gestos son difíciles de ver. Ahora, los investigadores que reportan en ACS Nano han construido un “guante electrónico” impermeable que transmite de forma inalámbrica los gestos de las manos que se realizan bajo el agua a una computadora que los traduce en mensajes. La nueva tecnología podría algún día ayudar a los buzos a comunicarse mejor entre ellos y con las tripulaciones de los barcos en la superficie.  

Los guantes electrónicos (guantes equipados con sensores electrónicos que traducen los movimientos de las manos en información) ya se encuentran en fase de desarrollo, incluidos los diseños que permiten al usuario interactuar con entornos de realidad virtual o ayudan a las personas que se recuperan de un accidente cerebrovascular a recuperar las habilidades motoras finas. Sin embargo, es un desafío lograr que los sensores electrónicos sean impermeables para su uso en una piscina o en el océano, y al tiempo que el guante sea flexible y cómodo de usar. Por lo que Fuxing Chen, Lijun Qu, Mingwei Tian y sus colegas querían crear un guante electrónico capaz de detectar movimientos de las manos cuando se sumerge bajo el agua.  

Los investigadores comenzaron fabricando sensores impermeables que se basan en pilares microscópicos flexibles inspirados en los pies en forma de tubo de una estrella de mar. Con herramientas de escritura láser, crearon un conjunto de estos micropilares sobre una película delgada de polidimetilsiloxano (PDMS), un plástico impermeable utilizado habitualmente en lentes de contacto. Después de recubrir el conjunto de PDMS con una capa conductora de plata, los investigadores juntaron dos de las películas junto con los pilares mirando hacia dentro para crear un sensor impermeable. El sensor (aproximadamente del tamaño de un puerto USB-C) responde cuando se flexiona y puede detectar un rango de presiones comparable al ligero toque de un billete de un dólar hasta el impacto del agua de una manguera de jardín. Los investigadores envolvieron 10 de estos sensores impermeables en apósitos autoadhesivos y los cosieron sobre los nudillos y las primeras articulaciones de los dedos del prototipo de guante electrónico.  

Para crear un vocabulario de gestos con las manos para la demostración de los investigadores, un participante que llevaba el guante electrónico hizo 16 gestos, incluidos “OK” y “Salir”. Los investigadores registraron las señales electrónicas específicas generadas por los sensores de los guantes electrónicos para cada gesto correspondiente. Aplicaron una técnica de aprendizaje automático para traducir el lenguaje de señas en palabras para crear un programa informático que pudiera traducir los gestos de los guantes electrónicos en mensajes. Cuando se probó, el programa tradujo los gestos de las manos realizados en tierra y bajo el agua con una precisión del 99,8%. En el futuro, el equipo dice que una versión de este guante electrónico podría ayudar a los buceadores a comunicarse utilizando señales visuales con las manos, incluso cuando no puedan ver claramente a sus compañeros de buceo. 

Los autores agradecen la financiación del laboratorio Shiyanjia, el programa nacional de investigación y desarrollo clave, el programa académico Taishan de la provincia de Shandong en China, el plan de investigación y desarrollo clave de la provincia de Shandong, el equipo del plan de innovación tecnológica para jóvenes de las universidades provinciales de Shandong, la Fundación Nacional de Ciencia Natural de China, la Fundación de Ciencia Natural de la provincia de Shandong en China, el proyecto de mejora de la capacidad de innovación para pequeñas y medianas empresas de la provincia de Shandong, la Fundación de Ciencia Natural de Qingdao, los proyectos de demostración de investigación tecnológica e industrialización clave de Qingdao, el proyecto del plan de ciencia y tecnología del distrito Qingdao Shinan y el plan de investigación y desarrollo clave Suqian. 

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