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Micrófonos inspirados en insectos

09.05.2023

¿Qué puede oír un insecto? Curiosamente, bastante. Aunque son pequeños y simples, sus sistemas auditivos son muy efectivos. Por ejemplo, con una membrana de solo 2 milímetros de ancho, la langosta del desierto puede descomponer frecuencias comparables a las capacidades humanas. Al comprender cómo los insectos perciben el sonido y usar la tecnología de impresión 3D para crear materiales especiales, se pueden diseñar micrófonos en miniatura inspirados en la biotecnología.

Andrew Reid de la Universidad de Strathclyde en el Reino Unido presentó su trabajo sobre micrófonos que pueden recopilar datos acústicos de forma autónoma con bajo consumo de energía. Su presentación "Audición antinatural - Impresión 3D de polímeros funcionales como camino hacia el diseño de micrófonos inspirado en la biotecnología" se llevó a cabo el miércoles 10 de mayo como parte de la reunión 184 de la Acoustic Society of America.

"Las orejas de insecto son plantillas ideales para reducir los costos de energía y datos, reducir el tamaño de los sensores y eliminar el procesamiento de datos", dijo Reid.

El equipo de Reid se inspira en las orejas de los insectos de varias maneras. A nivel químico y estructural, los investigadores están utilizando la tecnología de impresión 3D para fabricar materiales especiales que imitan las membranas de los insectos. Estas membranas sintéticas son altamente sensibles y efectivas como sensores acústicos. Sin impresión 3D, los micrófonos de silicio tradicionales carecen de flexibilidad y personalización.

"En las imágenes, nuestro micrófono se ve como cualquier otro micrófono. El elemento mecánico es un diafragma simple, quizás una forma elipsoide o rectangular un poco inusual", dijo Reid. "Los detalles interesantes ocurren en la microescala con pequeñas variaciones en el grosor y la porosidad, y en la nanoescala con variaciones en las propiedades del material, como la ductilidad y la densidad del material".

Más que material, todo el proceso de recopilación de datos está inspirado en los sistemas biológicos. A diferencia de los micrófonos tradicionales que recopilan una variedad de información, estos micrófonos están diseñados para detectar una señal específica. Este proceso simplificado es similar a cómo las terminaciones nerviosas detectan y transmiten señales. La especialización del sensor le permite reconocer rápidamente los desencadenantes sin consumir mucha energía ni requerir supervisión.

Los sensores de base biológica, con su tamaño pequeño, función autónoma y bajo consumo de energía, son ideales para aplicaciones peligrosas o de difícil acceso, incluidas ubicaciones incrustadas en estructuras o dentro del cuerpo humano.

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