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un wearable médico "similar a la piel" podría detectar problemas de salud antes de que aparezcan los síntomas

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El dispositivo experimental se basa en la inteligencia artificial y en plásticos elásticos y conductores para avanzar en la tecnología médica portátil.

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Según Market Research Future, el mercado de los dispositivos médicos portátiles crece a un ritmo superior al 27% anual y se prevé que alcance un valor de 174.000 millones de dólares en 2030. Dado el potencial de esta tecnología para monitorizar y diagnosticar la salud de forma individualizada las 24 horas del día, los 7 días de la semana, su crecimiento futuro puede superar incluso esas cifras. El Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE.UU., en colaboración con la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular (PME) de la Universidad de Chicago, están contribuyendo a hacer realidad ese futuro desarrollando un dispositivo similar a la piel que se asemeja a tener un "centro médico de alta tecnología a su entera disposición"

Los futuros dispositivos electrónicos vestibles podrían detectar afecciones emergentes incluso antes de que aparezcan síntomas evidentes, sugiere un comunicado de prensa del Laboratorio Nacional Argonne. Los dispositivos también podrían realizar análisis personalizados de los datos de salud rastreados, minimizando al mismo tiempo la necesidad de su transmisión inalámbrica.

Según los investigadores, para recopilar y procesar tal cantidad de datos con un consumo energético muy bajo en un espacio minúsculo se requiere el uso de una tecnología denominada computación neuromórfica. Basada en la inteligencia artificial (IA), la tecnología imita el funcionamiento del cerebro entrenándose con conjuntos de datos anteriores y aprendiendo de la experiencia. Entre sus ventajas se encuentran la compatibilidad con material estirable, un menor consumo de energía y una velocidad superior a la de otros tipos de IA, señala el comunicado de prensa.

El otro gran reto al que se enfrentó el equipo fue integrar la electrónica en un material elástico similar a la piel. Los semiconductores utilizados en los dispositivos electrónicos rígidos actuales, como los teléfonos móviles, suelen ser un chip de silicio sólido. Por muy avanzado que sea el dispositivo, es bien sabido que si es incómodo de llevar, su aceptación cae en picado. Además de ser conductor, el material utilizado para el semiconductor tenía que ser muy flexible.

El chip neuromórfico en forma de piel del equipo de investigación consiste en una fina película de un semiconductor de plástico combinado con electrodos de nanohilos de oro elásticos. El investigador Sihong Wang explicó a PlasticsToday que en la construcción se utilizaron tres tipos de plástico: "Un tipo de polímero conjugado con propiedades semiconductoras y conductoras de iones, que se ha diseñado con capacidad de estiramiento gracias a nuestra investigación; un organohidrogel como electrolito; y un sustrato de elastómero de polidimetilsiloxano (PDMS)" Incluso cuando el dispositivo se estiró hasta el doble de su tamaño normal, funcionó según lo previsto sin formación de grietas.

Para probar el concepto, los investigadores construyeron un dispositivo de IA y lo entrenaron para distinguir señales de electrocardiograma (ECG) sanas de cuatro señales diferentes que indicaban problemas de salud. Tras el entrenamiento, el dispositivo tuvo una eficacia superior al 95% en la identificación correcta de las señales de ECG.

La exposición a un intenso haz de rayos X reveló cómo las moléculas que componen el material del dispositivo, similar a la piel, se reorganizan al duplicar su longitud. Según el Laboratorio Nacional de Argonne, estos resultados proporcionaron información a nivel molecular para comprender mejor las propiedades del material.