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Viernes, 31 mayo 2013
Ingeniería

Transistores con sensibilidad táctil

Usando haces de nanocables de óxido de zinc alineados verticalmente, unos investigadores han fabricado conjuntos de transistores piezotrónicos capaces de convertir directamente el movimiento mecánico en señales de control electrónicas. Estos conjuntos podrían ayudar a dotar a los robots de un sentido más adaptable del tacto, proporcionar mayor seguridad con las firmas escritas a mano, y ofrecer nuevas formas de que las personas interactúen con los dispositivos electrónicos.

Los conjuntos incluyen más de 8.000 transistores piezotrónicos, cada uno de los cuales puede producir de modo independiente una señal de control electrónica cuando se le aplica tensión mecánica. Estos transistores sensibles al tacto podrían brindar mejoras importantes en cuanto a resolución, sensibilidad y capacidad de efectuar operaciones, en comparación con las técnicas existentes de percepción táctil. Su sensibilidad es comparable a la de la yema de un dedo humano.

Estos transistores con sensibilidad táctil alineados verticalmente operan con transistores de dos terminales. En lugar de la tercera terminal (puerta) usada por los transistores convencionales para controlar el flujo de corriente que pasa a través de ellos, los transistores con sensibilidad táctil controlan la corriente mediante una técnica que está basada en el efecto piezotrónico y que utiliza las cargas eléctricas generadas por el efecto piezoeléctrico cuando una fuerza aplica tensión mecánica a los nanocables.

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Con estos nuevos transistores, cualquier movimiento mecánico, como por ejemplo el movimiento de los brazos o dedos de un robot, podría ser traducido fácilmente a señales de control. Esto podría hacer que la piel artificial sea más inteligente y parecida a la piel humana, permitiendo que perciba la actividad sobre su superficie y transmita esa información a la unidad de procesamiento central o cerebro del robot.

Imitar electrónicamente el sentido del tacto ha sido un reto difícil en la historia de la robótica, y en la actualidad se lleva a cabo midiendo cambios en la resistencia producidos por contacto mecánico. En cambio, los dispositivos desarrollados por Zhong Lin Wang, Wenzhuo Wu y Xiaonan Wen de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en la ciudad estadounidense de Atlanta, se basan en un fenómeno físico diferente: Pequeñas cargas de polarización formadas cuando materiales piezoeléctricos, como por ejemplo el óxido de zinc, son sometidos a tensión mecánica. En los transistores piezotrónicos, las cargas piezoeléctricas controlan la corriente que fluye por los cables, como hacen los voltajes aplicados a la puerta en los transistores convencionales de tres terminales.

La técnica sólo funciona en materiales que tienen propiedades tanto piezoeléctricas como semiconductoras.

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