Artificial Skin? We Made It — Here's Why | Anna Maria Coclite | TED

Traductor: Alicia Brito-Antequera Revisor: Sebastian Betti

This is a piece of skin.

Es un trozo de piel.

Of artificial skin.

De piel artificial.

And now, OK, I’m just going to paste it on this hand,

Y ahora, está bien, voy a pegarlo en esta mano

and I'll greet you all.

y los saludaré a todos.

(Laughter)

(Risas)

I will show you how it works.

Les mostraré cómo funciona.

So please have a look at what happens on the table,

Así que, por favor, miren lo que ocurre en la mesa,

where there is one piece of this artificial skin,

donde hay una pieza de esta piel artificial,

and also what happens on the screen of the laptop

y también lo que ocurre en la pantalla del portátil

that you see in the video that is about to start.

que ven en el vídeo que está a punto de arrancar.

So this is me.

Así que esta soy yo.

I'm first breathing on the skin.

Primero respiro sobre la piel.

And you see now that this line that first was flat

Y ahora ves que esta línea que antes era plana

now shows a bump.

ahora muestra un bulto.

And now I'm touching it with my finger.

Y ahora la toco con el dedo.

And again, another bump.

Y otra vez, otro bulto.

I am touching it one more time with the back of a feather.

Lo tocaré una vez más con el dorso de una pluma.

And now tinier bumps are coming.

Y ahora aparecen bultos pequeños.

And again. Now even smaller bumps are coming.

Y otra vez. Ahora vienen bultos aún más pequeños.

But what is this line?

Pero, ¿qué es esta línea?

This, what we are looking at, is electrical current,

Esto, lo que estamos viendo, es la corriente eléctrica,

which first is constant.

que primero es constante.

And then when we touch the skin or breathe on it

Y luego, cuando tocamos la piel o respiramos sobre ella

or touch it with a very light feather,

o la tocamos con una pluma muy ligera,

it shows a signal.

muestra una señal.

So this bump that you see is a signal in the electrical current.

Esta protuberancia que ven es una señal en la corriente eléctrica.

And this is actually exactly how our skin also works.

Y así es exactamente cómo funciona nuestra piel.

So we have receptors in the skin

Así que tenemos receptores en la piel

which sense what is happening on the skin.

que detectan lo que sucede en la piel.

And then they produce an electrical signal which travels through the nerves

Y luego producen una señal eléctrica que viaja a través de los nervios

and arrives at our brain where it is recognized.

y llega al cerebro, donde es reconocida.

I am a chemist by education,

Soy química de formación

and I worked in the field of material science,

y he trabajado en el campo de la ciencia de los materiales,

which is a very interdisciplinary field,

que es un campo muy interdisciplinario,

since almost 20 years now.

desde hace casi 20 años.

First, as a PhD student in Italy, in Bari,

Primero, como estudiante PhD en Italia, Bari

and then at MIT as a postdoc,

y luego en el MIT como posdoctorado,

and now I am group leader in Graz.

y ahora soy líder de grupo en Graz.

And it is almost six years that we are working on artificial skins.

Y llevamos casi seis años trabajando en pieles artificiales.

Almost 12 students, between master and doctoral students,

Casi 12 estudiantes, entre estudiantes de máster y de doctorado,

have worked on these devices,

han trabajado en estos dispositivos,

trying to study how the materials work,

intentando estudiar cómo funcionan los materiales,

how they work together

cómo funcionan juntos

and how to build this device.

y cómo construir este dispositivo.

And after this, we have for the first time produced an artificial skin

Y después de esto, hemos producido por primera vez una piel artificial

that can respond at the same time to three stimuli.

que puede responder al mismo tiempo a tres estímulos.

Touch, so force,

El tacto es la fuerza,

temperature and humidity.

la temperatura y la humedad.

And it can do this also at an unprecedented resolution.

Y lo puede hacer también con una resolución sin precedentes.

So it's a very tiny device.

Por lo tanto, es un dispositivo muy pequeño.

You will see how it is done.

Verás cómo se hace.

And so this means that it can sense objects

Esto significa que puede detectar objetos

that are actually smaller than the objects that can be sensed with our skin.

son más pequeños que los objetos que se pueden sentir con nuestra piel.

Our skin has a resolution of one millimeter square.

Nuestra piel tiene una resolución de un milímetro cuadrado.

This skin has a resolution of 0.25 millimeter square.

Esta máscara tiene una resolución de 0,25 milímetros cuadrados.

So I promised I would give you some technical details.

Así que les prometí que les daría algunos detalles técnicos.

I know you are really looking forward to them.

Sé que tienes muchas ganas de verlas.

(Laughter)

(Risas)

The main component of this material, of this skin,

El componente principal de este material, de esta piel,

is what is called the stimuli-responsive material.

es lo que se llama material sensible a estímulos.

So what does it mean that it is stimuli-responsive?

Entonces, ¿qué significa que responde a estímulos?

It means that at the beginning it is small.

Significa que al principio es pequeño.

And when we have either humidity or light or pH or temperature changes,

Y cuando hay cambios de humedad, luz, pH o temperatura,

this material changes in its shape, and it becomes bigger.

este material cambia de forma y se hace más grande.

It can arrive to even doubling or tripling its thickness,

Puede llegar incluso a duplicar o triplicar su grosor,

its original thickness.

su grosor original.

And this is an amazing property,

Es una propiedad asombrosa,

but it happens at a very, very microscopic scale

pero se produce a una escala muy, muy microscópica

because we produce these materials as thin films,

porque producimos estos materiales

so sometimes even one million times smaller than a millimeter.

a veces incluso un millón de veces más pequeñas que un milímetro.

So the problem was, OK,

Así que el problema estaba: OK,

how do we translate this very big change in thickness

¿cómo podemos traducir este cambio tan grande de grosor

into something measurable?

en algo medible?

And we thought, OK, let's combine it with a piezoelectric material.

Y pensamos: está bien, combinémoslo con un material piezoeléctrico.

Now maybe this word sounds a bit complex.

Ahora, a lo mejor esta palabra suene un poco compleja.

Sounds like something you have never seen in your life,

Suena como algo que nunca has visto en tu vida,

never heard before,

nunca has escuchado antes,

but it's not really true.

pero no es realmente cierto.

You have been in contact with this material many times.

Has estado en contacto con este material muchas veces.

I am in contact with it right now.

Estoy en contacto con él ahora mismo.

It's in microphones, for example.

Está en los micrófonos, por ejemplo.

So it's the material that when there is a movement,

Así que es el material que, cuando hay movimiento,

produces electricity.

produce electricidad.

And so in microphones there are membranes

Así pues, en los micrófonos hay membranas

that when they move, produce electricity.

cuando se mueven, producen electricidad.

It's also the material that is in these funny greeting cards

También es el material que contienen estas graciosas tarjetas de saludos

that when you open, they make this music.

que cuando las abres, forman música.

The music is also made with the piezo material.

La música también está hecha con material piezoeléctrico.

So there is an electrical circuit into the card and when you open it,

Así que hay un circuito eléctrico en la tarjeta y, cuando la abres,

it moves a membrane

mueve una membrana

and the membrane makes the music.

y la membrana produce la música.

And it's also the material that is included in the arm wristbands,

Y también es el material que se incluye en las pulseras de los brazos, las que miden

those that measure the heartbeat.

los latidos del corazón.

OK. So we combined these two materials

OK. Así que combinamos estos dos materiales

in these cylinders that you see in the picture.

en estos cilindros que ves en la imagen.

So in the middle we have that material I showed you before,

Así que en el centro tenemos el material que les mostré antes,

the stimuli-responsive material,

el material que responde a estímulos,

the material that changes its thickness

el material que cambia de grosor

and gets bigger.

y se hace más grande.

And on the outer shell we have the piezoelectric material,

Y en la capa exterior tenemos el material piezoeléctrico,

the material that when the inside gets bigger,

el material que cuando el interior se hace más grande,

the outside produces the electricity.

el exterior produce la electricidad.

And this is how it is done. Easy-peasy.

Y así es como se hace. Fácil de usar.

(Laughter)

(Risas)

Then these type of cylinders are very tiny,

Entonces, este tipo de cilindros son muy pequeños,

and we have several of them in this device

y tenemos varios de ellos en este dispositivo

so that we can sense with very high resolution

para que podamos detectar con una resolución muy alta

the three different types of stimuli I was telling you before.

los tres tipos diferentes de estímulos que les estaba contando antes.

And a bit more of technical details.

Y un poco más de detalles técnicos.

I know they are exciting, right?

Sé que son interesantes, ¿verdad?

So how do we do these cylinders?

Entonces, ¿cómo hacemos estos cilindros?

We do them using a template,

Los hacemos usando una plantilla,

the one that you see in the picture on the top.

la que ves en la imagen de arriba.

This is a template with a lot of wells, so a lot of holes.

Esta es una plantilla con muchos pozos, por lo que muchos agujeros.

And then we refill the holes.

Y luego rellenamos los agujeros.

First we fill them up with the piezoelectric material,

Primero los llenamos con el material piezoeléctrico,

which is represented in yellow in the bottom figure,

que se representa en amarillo en la figura inferior,

and then we fill it up with the stimuli-responsive material

y luego lo llenamos con el material estimulo-respuesta

that is the light blue in the bottom figure.

que es el azul claro de la figura inferior.

But to do this we cannot use liquids,

Pero para ello no podemos utilizar líquidos,

because as you know,

porque como sabéis, los

liquids would fill the wells from the bottom up.

líquidos llenarían los pozos de abajo hacia arriba.

And instead we want to cover also the lateral walls.

Y en su lugar queremos cubrir también las paredes laterales.

And so we do this using vapor deposition.

Y por eso lo hacemos mediante deposición de vapor.

So the whole process of production of these things

Así que todo el proceso de producción de estas cosas

happens in vacuum chambers

ocurre en cámaras de vacío

like the one that you can see in the picture.

como la que se ve en la imagen.

And you may be wondering,

Y tal vez te preguntes,

OK, why working on this topic? Why working on artificial skin?

OK, ¿por qué trabajar en este tema? ¿Por qué trabajar en piel artificial?

So from a material scientist point of view,

Desde la visión del científico de materiales,

the skin is really a complex ensemble of materials and functions.

la piel es en realidad un conjunto complejo de materiales y funciones.

Skin is useful for protection, secretion,

La piel es útil para la protección, la secreción,

adsorption, heat regulation and sensing.

la adsorción, la regulación del calor y la detección.

And so being able to just reproduce artificially all these properties --

Por lo tanto, poder reproducir artificialmente todas estas propiedades

or actually, for the moment, only the sensation --

o, por el momento, solo la sensación

looked like a challenge.

parecía todo un desafío.

And so I was happy to embrace it.

Y por eso me alegró aceptarlo.

OK, now I'm done with the technical details.

Bien, ya terminé con los detalles técnicos.

Now I know you are all wondering,

Ahora, sé que todos se preguntan

OK, you have done these artificial skins.

OK, has hecho estas pieles artificiales.

But why?

Pero, ¿por qué?

(Laughter)

(Risas)

I will show you some fields of application,

Les mostraré algunos campos de aplicación,

ending with the one that I think could be the closest.

terminando con el que creo que podría ser el más cercano.

So we have also seen

Así que también hemos visto

how there are many victims of burns.

cómo hay muchas víctimas de quemaduras.

These burns can be so huge

Estas quemaduras pueden ser tan grandes

that they even take away the receptors in the skin.

que incluso pueden eliminar los receptores de la piel.

And so people would then lose the sensation

De este modo, las personas perderían la sensación de

where there was this burn.

dónde estaba la quemadura.

Now imagine a future where actually victims of burns

Ahora imagine un futuro en el que las víctimas de quemaduras

could, thanks to our technologies, regain the sensation.

puedan, gracias a nuestras tecnologías, recuperar la sensación.

216 million users of smartwatches in 2022.

216 millones de usuarios de relojes inteligentes en 2022.

Should I ask how many of you have a smartwatch now?

¿Debo preguntar cuántos tienen un reloj inteligente ahora?

Wearing a smartwatch?

¿Llevas un reloj inteligente?

Yeah, so imagine you are, for example, running on a hot day,

Sí, imagina, por ejemplo, que estás corriendo en un día caluroso

and your smartwatch could measure, for example,

y tu reloj inteligente podría medir, por ejemplo,

the level of hydration of your skin

el nivel de hidratación de tu piel

and warn you maybe if you are reaching the limit of the hydration.

y avisarte si estás llegando al límite de hidratación.

Another interesting field of application would be robotics.

Otro campo de aplicación interesante sería la robótica.

Nowadays, humanoid robots are used in many fields,

Hoy en día, los robots humanoides se utilizan en muchos campos,

for example in medicine

por ejemplo, en la medicina,

but also in household.

pero también en el hogar.

And these robots are exposed to several stimuli,

Y estos robots están expuestos a varios estímulos,

several interactions with the environment and with the humans,

a varias interacciones con el entorno y con los humanos

and sometimes they have too many inputs at the same time.

y, a veces, reciben demasiados insumos al mismo tiempo.

And this is the reason number one for robot failure.

Y esta es la razón número uno del fracaso de los robots.

So imagine a future where actually a robot could be a bit more sensitive,

Así que imaginen un futuro en el que, de hecho, un robot pueda ser más sensible,

a bit smarter.

un poco más inteligente.

This would lead also to a higher safety of this technology.

Esto conduciría también a una mayor seguridad de esta tecnología.

And finally, unfortunately,

Y, por último, lamentablemente,

a very highly cited paper projects

un artículo muy citado prevé un aumento

the number of people in need of a prosthesis on the rise,

del número de personas que necesitan una prótesis,

from 1.6 million in 2005

de 1,6 millones en 2005

to 3.6 million 2015.

a 3,6 millones en 2015.

So a lot of people are born without limbs,

Entonces muchas personas nacen sin extremidades,

and some people lose them during their life

y algunas personas las pierden a lo largo de su vida

due to, for example, vascular diseases.

debido, por ejemplo, a enfermedades vasculares.

This is so common that you may even know somebody

Esto es tan común que puede que incluso conozcas

who actually is in a need of prosthesis.

a alguien que realmente necesite una prótesis.

Now imagine we could coat the prosthesis with this artificial skin

Ahora imagina que pudiéramos recubrir la prótesis con esta piel artificial

and give this type of people the sensation back.

y devolverle la sensación a este tipo de personas.

With almost a decade of working in this field,

Con casi una década trabajando en este campo,

I'm hopeful that technologies like this could help in the future

espero que tecnologías como esta puedan ayudar en el futuro

not only regain, but also maybe augment capabilities.

no solo a recuperar capacidades, sino también a aumentarlas.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)