Ingenieros de Penn State, en colaboración con EE. UU. Los investigadores de la Fuerza Aérea han creado un material blando y polimérico que actúa como un cerebro, detectando, pensando y actuando simultáneamente sobre el estrés mecánico sin necesidad de circuitos adicionales para procesar estas señales.
Podría ser una alternativa novedosa y reconfigurable a los circuitos integrados. Los circuitos integrados suelen estar compuestos por múltiples componentes electrónicos alojados en un solo material semiconductor, generalmente de silicio, y ejecutan todo tipo de electrónica moderna, incluidos teléfonos, automóviles y robots. Los circuitos integrados son el componente central necesario para la computación escalable de señales e información, pero nunca antes han sido realizados por científicos en ninguna composición que no sean semiconductores de silicio.
El nuevo descubrimiento reveló la oportunidad de que casi cualquier material a nuestro alrededor actuara como su propio circuito integrado: ser capaz de «pensar» en lo que está sucediendo a su alrededor. «Hemos creado el primer ejemplo de un material de ingeniería que puede detectar, pensar y actuar simultáneamente sobre el estrés mecánico sin requerir circuitos adicionales para procesar dichas señales», dijo Ryan Harne, profesor asociado de ingeniería mecánica en Penn State.
«El material de polímero blando actúa como un cerebro que puede recibir cadenas digitales de información que luego se procesan, lo que resulta en nuevas secuencias de información digital que pueden controlar las reacciones».
El material blando contiene circuitos reconfigurables que pueden realizar una lógica combinada. Cuando el material recibe estímulos externos, traduce la entrada en información eléctrica que luego se procesa para producir señales de salida. El material podría usar fuerza mecánica para calcular aritmética compleja o detectar radiofrecuencias para comunicar señales de luz específicas.
Los investigadores dicen que el material del circuito integrado mecánico utiliza un proceso de «pensamiento» similar al de los humanos y tiene aplicaciones potenciales en sistemas autónomos de búsqueda y rescate, reparaciones de infraestructura e incluso en materiales biohíbridos que pueden identificar, aislar y neutralizar patógenos en el aire.
Para que los materiales poliméricos procesen y piensen en la información de manera similar al cerebro, deben realizar intrincados cálculos internos. Cuando los investigadores someten su material de ingeniería a información mecánica, una fuerza aplicada que deforma el material, digitaliza la información para que indique que su red eléctrica puede avanzar y evaluar.
El equipo de investigación está desarrollando el material del circuito integrado mecánico para procesar la información visual como lo hace con las señales físicas.
«Actualmente estamos traduciendo esto en un medio de ‘ver’ para aumentar el sentido de ‘tocar’ que hemos creado actualmente», dijo Harne. «Nuestro objetivo es desarrollar un material que demuestre la navegación autónoma a través de un entorno al ver señales, seguirlas y maniobrar fuera del camino de la fuerza mecánica adversa, como algo que pise sobre ella».
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