Crean un tejido que 'escucha' los latidos del corazón
Es capaz de monitorear el ritmo cardiaco en tiempo real. ¿Cómo funciona esta camiseta que “oye”?
Estamos ante el tejido del futuro. Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Escuela de Diseño de Rhode Island (RISD) ha creado una nueva fibra de tela diseñada a partir de un material piezoeléctrico que produce una señal eléctrica cuando se dobla, proporcionando una forma para que la camiseta convierta las vibraciones del sonido en señales eléctricas. De esta manera, al ser tejido al forro de una camisa, camiseta o cualquier otra prenda de ropa, el tejido es capaz de detectar las sutiles características del latido del corazón del usuario. Así, el 'tejido acústico' funciona como un micrófono, que convierte primero el sonido en vibraciones mecánicas y luego en señales eléctricas, emulando de alguna forma a como escuchan nuestros oídos humanos.
Como sucede en un tímpano humano, el sonido hace vibrar la tela a nanoescala. Los hilos entretejidos con una mezcla de materiales piezoeléctricos, que producen un voltaje cuando se presionan o se doblan y estas se envían a través de una pequeña placa de circuito a un dispositivo que lee y registra el voltaje.
"Este tejido puede interactuar imperceptiblemente con la piel humana, lo que permite a los usuarios monitorear su condición cardíaca y respiratoria de manera cómoda, continua, en tiempo real y a largo plazo", explica Wei Yan del MIT y líder del trabajo que publica la revista Nature.
Este tejido podrían proporcionar una forma cómoda, no intrusiva, incluso a la moda, de controlar las funciones corporales o ayudar con la audición. Y, si bien las telas acústicas han existido desde hace bastantes años, se usan para amortiguar el sonido no como micrófono. Es "un concepto totalmente diferente", cuenta Yan.
Todas las telas vibran en respuesta a los sonidos audibles, aunque estas vibraciones están en la escala de nanómetros, demasiado pequeñas para ser detectadas normalmente. Para captar estar señales tan imperceptibles, los científicos crearon una fibra flexible que se dobla con la tela tradicional como las algas marinas en la superficie del océano.
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¿Qué sonidos puede captar?
La tela puede capturar sonidos que varían en decibelios, desde una biblioteca tranquila hasta el tráfico pesado, y determinar la dirección precisa de sonidos repentinos como, por ejemplo, un aplauso. Y si es dispuesta en una camiseta, como hemos apuntado antes, la tela puede detectar las sutiles características del latido del corazón del usuario.
Y también puede producir sonido. Potencialmente, la ropa hecha de este material podría no solo monitorear continuamente nuestro ritmo cardíaco o respiratorio en tiempo real, sino también ofrecernos la posibilidad de contestar llamadas telefónicas y comunicarnos a través de nuestra vestimenta, y funcionar como una especie de audífono. Sería ideal para personas con problemas de acúfenos o con pérdida de sensibilidad auditiva.
Las posibles aplicaciones son muchas. Los autores también exponen que podría aplicarse a la capa más exterior de una nave espacial para “escuchar” el polvo espacial acumulado en la misma o colocarse en los edificios para detectar grietas o zonas comprometidas de la estructura.
Experimento
Para testear el invento, el equipo expuso una prenda tejida con la fibra especial a una variedad de vibraciones sonoras, como las de una biblioteca o una zona de tráfico intenso. Convirtió con éxito las vibraciones en las señales eléctricas apropiadas.
"Esto demuestra que el rendimiento de la fibra en la membrana es comparable al de un micrófono de mano", dijo Grace Noel, coautora del estudio.
Finalmente, los investigadores invirtieron la función de la fibra para que sirviera no como detector de sonido sino como altavoz. Registraron una serie de palabras habladas y enviaron la grabación a la fibra en forma de voltaje aplicado. La fibra convirtió las señales eléctricas en vibraciones audibles, que una segunda fibra pudo detectar.
¿Pesa mucho?
Según los investigadores, lógicamente el material adherido a una camiseta al uso pesa más que una camiseta tradicional, como una chaqueta ligera, pero que sigue resultando liviana para vestir.
Referencia: W. Yan et al. Single fibre enables acoustic fabrics via nanometre-scale vibrations. Nature. Published online March 16, 2022. doi: 10.1038/s41586-022-04476-9.
