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Huellas digitales: procesadores de señal táctil
Pueden parecer poco más que una decoración digital, pero la biomecánica sabe desde hace mucho tiempo que las huellas dactilares tienen al menos un uso: aumentan la fricción, mejorando así el agarre. También ha habido indicios de que las huellas dactilares juegan un papel en la sensación del tacto. Una posibilidad es que cuando se mueve un dedo a través de una superficie, cada cresta en una huella dactilar actúa como una palanca diminuta, magnificando la tensión del subsuelo de las terminaciones nerviosas debajo.
Hoy, Georges Debregeas et amis de la Universidad de París 6 y 7 dicen que eso es solo una parte de la historia. De hecho, el papel que juegan las huellas dactilares en el contacto es mucho más importante y sutil de lo que nadie imaginaba.
Debregeas et amis dicen que parece como si las crestas y espirales en las huellas dactilares filtraran las vibraciones mecánicas de una manera que permite que las terminaciones nerviosas las sientan mejor.
Los mecanorreceptores que hacen este trabajo se llaman corpúsculos de Pacini. Se sientan en los extremos de los nervios y son responsables de sentir la presión y el dolor. Estos dispositivos pueden detectar vibraciones en una amplia zona de la piel, pero son sensibles solo a un rango limitado de vibraciones. De hecho, los biólogos saben desde hace algún tiempo que los corpúsculos de Pacini son más sensibles a las vibraciones a 250 Hz.
Entonces, ¿cómo generan los dedos este tipo de vibración? Los biólogos siempre han asumido que los humanos pueden controlar la frecuencia de las vibraciones en la piel cambiando la velocidad a la que un dedo se mueve por una superficie. Pero hay poca evidencia de que la gente realmente haga esto y el descubrimiento del equipo de París debería hacer que esta visión sea obsoleta.
Debregeas y compañía han investigado este problema usando un dedo cibernético que construyeron en su laboratorio, completo con huellas dactilares sintéticas en la misma escala que las humanas y un sensor microelectromecánico que mide la fuerza con una resolución espacial de milímetros. Lo que han encontrado es asombroso.
Dicen que las huellas dactilares resuenan a ciertas frecuencias y, por lo tanto, tienden a filtrar las vibraciones mecánicas. Resulta que su frecuencia de resonancia es de alrededor de 250 Hz. ¡Qué asombrosa coincidencia!
Eso significa que las huellas dactilares actúan como procesadores de señales, condicionando las vibraciones mecánicas para que los corpúsculos de Pacini puedan interpretarlas mejor. Es este proceso de optimización el que nos permite sentir texturas con una resolución espacial mucho menor que la distancia entre los corpúsculos de Pacini en la piel.
Eso no debería sorprender a nadie que haya estado siguiendo los desarrollos en robótica en los últimos años. Existe una conciencia creciente de que el poder de procesamiento del sistema nervioso, incluido el cerebro, simplemente no puede manejar el volumen de procesamiento numérico que se debe hacer para mantener un cuerpo vivo en el camino.
En cambio, parece cada vez más claro que el cerebro subcontrata gran parte de este trabajo al cuerpo mismo: a las articulaciones, ligamentos, músculos, piel, etc. Comprender cómo estos materiales realizan todo este procesamiento está convirtiendo la ciencia de los materiales en una rama de la informática. Incluso tiene un nombre: computación morfológica.
Este trabajo de Debregeas et amis es otro ejemplo de computación morfológica y sería interesante ver un tratamiento de este problema desde el punto de vista de la teoría de la información.
Este trabajo sobre huellas dactilares debería tener implicaciones importantes para nuestra comprensión del tacto. También debería ayudar en el desarrollo de mejores prótesis e incluso puede ayudar a que los robots tengan un mejor sentido táctil propio.
Cosas útiles entonces, huellas dactilares.
Ref: arxiv.org/abs/0911.4885 : El papel de las huellas dactilares en la codificación de la información táctil probada con un sensor biomimético