Sensores para nuestros cinco sentidos

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En 2015, exploré cómo nuestros cinco sentidos principales—la vista, el olfato, el gusto, el tacto y el oído— se estaban recreando mediante sensores. Nuestros sentidos nos permiten desenvolvernos en la vida: nos ofrecen una perspectiva del entorno y nos ayudan a interpretar el mundo en el que vivimos. Pero el mundo sensorial también nos limita. Si un sentido está mermado, puede haber una forma de reproducir o potenciar sus efectos (como hacemos con los audífonos) o de recurrir a otro sentido para compensarlo (como ocurre con el braille y la lengua de signos).

Hoy en día se están desarrollando dispositivos (y tecnologías del IoT) que complementan o sustituyen por completo las capacidades de los ojos, los oídos, la nariz, la lengua y las manos. Los receptores sensoriales pueden sustituirse por dispositivos con microchips que desempeñan las mismas funciones y que se acoplan a nuestro cuerpo o se integran en él.

La tecnología de 2015 fue reveladora (ja, ja), pero quería analizar cuánto han avanzado las cosas en los últimos años.

Vista: ¿Recuerdas las Google Glass? Antes de su desaparición, los ingenieros trabajaban en unas gafas que se conectaban a los automóviles y mostraban datos telemétricos en las lentes. Hoy en día puedes conseguir un dispositivo que proyecta esa información en el parabrisas o la muestra mediante tecnología integrada en el cristal. También disponemos de tecnología que permite «ver» a través de las paredes.

En todo el mundo hay 285 millones de personas con discapacidad visual, de las cuales 39 millones son totalmente ciegas. Los dispositivos de asistencia para personas ciegas basados en sensores solían tener capacidades limitadas y, por lo general, solo alertaban al usuario de la presencia de obstáculos. Ahora, los investigadores han desarrollado un dispositivo de asistencia ponible que permite percibir el entorno y desplazarse con mayor seguridad. Estos dispositivos—disponibles actualmente como pulsera equipada con sonar o monitor de radar— utilizan ondas de frecuencia y proporcionan información mediante vibraciones o señales sonoras.

Pero hay más: se están desarrollando ojos biónicos y pacientes ciegos están probando implantes biónicos basados en una interfaz cerebro-ordenador. Estos dispositivos podrían devolver parcialmente la visión a pacientes con determinados trastornos oculares genéticos. Una cámara y un conjunto de electrodos implantados alrededor del ojo y de las células de la retina pueden transmitir información visual al cerebro a través del nervio óptico, generando patrones de luz en el campo visual del paciente. Los resultados no son perfectos, pero ofrecen esperanza a quienes tienen una visión limitada o la están perdiendo.

Olfato: Desde Smell-O-Vision y Smell-O-Rama de las décadas de 1940 y 1950 hasta los pequeños dispositivos que se conectan al móvil para emitir un aroma, hace tiempo que existen objetos diseñados para generar olores, así como dispositivos concebidos para «oler» sustancias presentes en el aire, como los detectores de humo, radón y monóxido de carbono. Los investigadores ya han desarrollado sensores portátiles capaces de detectar la diabetes por el olor mediante la detección de acetona en el aliento, y han descubierto cómo utilizar un sensor para identificar el olor del melanoma. Además, Apple está estudiando incorporar sensores al iPhone y al Apple Watch para detectar niveles bajos de azúcar en sangre a partir del olor corporal. Las narices electrónicas actuales pueden detectar olores con mayor eficacia que el olfato humano mediante un conjunto de sensores de gases cuyas respuestas se solapan de forma selectiva, junto con un componente de reconocimiento de patrones. El olor o el sabor se percibe como una huella global y genera un patrón de señales (un valor digital) que se utiliza para caracterizar los olores. ¿Cómo sería el «mal olor» elevado a la enésima potencia?

Oído: Según la empresa británica Wifore Consulting, solo la tecnología auditiva representará un mercado de 40.000 millones de dólares en 2020. En 2018, alcanzó los 5.000 millones de dólares. Disponemos de dispositivos de alerta, implantes cocleares y un chaleco háptico que ayuda a las personas sordas a oír mediante una serie de vibraciones. Un conjunto de sensores capta los sonidos y vibra, lo que permite a quien lo lleva sentir los sonidos en lugar de oírlos. Las vibraciones se producen exactamente a la misma frecuencia que el sonido. (¿Alguna vez has estado junto a un altavoz a todo volumen en un concierto y has sentido el sonido? No hace falta oírlo para percibir el golpe de los graves).

¿Y qué ocurre al comunicarse con quienes no conocen la lengua de signos? Los guantes prototipo SignAloud traducen los gestos de la lengua de signos estadounidense al inglés hablado. El dispositivo recibió algunas críticas por cometer errores de traducción y por no captar los matices de la lengua de signos —como las señales secundarias de los movimientos de las cejas, los cambios de postura de la persona que signa y los movimientos de la boca—, que ayudan a transmitir el significado y la intención. Con otro guante, los usuarios pueden grabar y asignar nombres a gestos que se corresponden con palabras o frases, prescindiendo de los elementos faciales; otra versión puede enviar las traducciones directamente al teléfono inteligente de quien lo lleva, que después puede pronunciar las palabras o frases.

Tacto: En 2013, unos investigadores desarrollaron un sensor flexible capaz de detectar simultáneamente la temperatura, la presión y la humedad, lo que supuso un gran avance hacia la imitación de las capacidades sensoriales de la piel humana. Por otro lado, el Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh diseñó un brazo robótico que permite al usuario sentir el contacto aplicado a los dedos robóticos.

¡Y ahora tenemos un nervio artificial! Al igual que las neuronas sensoriales presentes en nuestra piel, un dispositivo flexible con aspecto de tirita detecta el tacto, procesa la información y la transmite a otros nervios. En lugar de ceros y unos, este nervio utiliza el mismo lenguaje que un nervio biológico y puede comunicarse directamente con el cuerpo, ya sea con la pata de una cucaracha o con las terminaciones nerviosas residuales de una extremidad amputada.

Las prótesis actuales pueden interpretar la actividad cerebral del usuario y moverse en consecuencia, pero imaginemos el proceso inverso: circuitos que transforman el voltaje en impulsos eléctricos. Las señales de salida de este nervio artificial son patrones eléctricos que el cuerpo puede entender: el «código neuronal». Olvídate de los ordenadores: ¡es hora de pasarse a lo neuronal!

Gusto: El Internet de la Alimentación está en expansión. He escrito sobre unos palillos inteligentes capaces de detectar aceites con niveles insalubres de contaminación, un tenedor que controla cuántos bocados das y un vaso inteligente que contabiliza la cantidad y las calorías de lo que bebes.

El campo de la investigación quimiosensorial se centra en identificar los principales receptores que expresan las células gustativas y en comprender cómo envían señales al cerebro. Por ejemplo, los investigadores trabajan para entender mejor cómo las sustancias dulces y amargas se unen a sus receptores específicos. Lo que consideramos sabor suele proceder de la composición molecular de un ingrediente alimentario, junto con el olfato. Hypertaste de IBM utiliza «sensores electroquímicos formados por pares de electrodos, cada uno de los cuales responde a la presencia de una combinación de moléculas mediante una señal de voltaje… Las señales de voltaje combinadas de todos los pares de electrodos representan la huella digital del líquido», según el blog de IBM Research. ¡También necesita entrenamiento, igual que el paladar humano! Otro sistema centrado en el sabor utiliza sensores y electrodos capaces de transmitir digitalmente el color básico y la acidez de la limonada a un vaso de agua, haciendo que tenga el aspecto y el sabor de esta bebida típica del verano.

En cualquier caso, todas estas tecnologías requieren una aplicación, servicios y algo de código para funcionar correctamente. Dejando a un lado la ciencia ficción, ¿quién habría imaginado que las perspectivas de una persona quedarían integradas en el software tan rápidamente?

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