Un lámina de plástico inteligente permite comunicaciones inalámbricas

Ingenieros de la Universidad de Tokio, dirigidos por el profesor de ingeniería Takao Someya, han desarrollado una hoja de plástico que permite a dispositivos electrónicos situados sobre ella comunicarse entre sí. Esta lámina podría proporcionar una alternativa más segura y con menos consumo de energía que otras comunicaciones wireless, como el Bluetooth.

Como recoge la revista IEEE Spectrum, con unas mejoras, sus creadores esperan que este “papel” de plástico, inteligente y electrónico pueda ser instalado en las paredes o en el suelo de nuestras casas y oficinas para que los dispositivos electrónicos que forman parte de nuestra vida cotidiana se comuniquen de una manera más segura y con un menor gasto de energía que el que necesitan otros sistemas de comunicación inalámbrica, como el Wi-Fi o el Bluetooth.

Otra de las características de este desarrollo, que ha sido presentado en el transcurso del International Electron Devices Meeting celebrado esta semana en la ciudad de Washington, es que no sólo comunica dispositivos, sino que además les proporciona energía sin que estén conectados directamente a la red eléctrica y sin cables de por medio.

La lámina, que es de un milímetro de grosor, está hecha imprimiendo (con la misma tecnología que la de una impresora de inyección de tinta) varios polímeros (macromoléculas, generalmente orgánicas, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.) semiconductores y aislantes, así como de nanopartículas de metales, para hacer transistores, conmutadores microelectromecánicos (MEM) de plástico, bobinas de comunicaciones y células de memoria. Los MEMs hacen referencia a la tecnología electromecánica micrométrica y sus productos.

Todos los componentes de la lámina están hechos de materiales orgánicos, lo que permite que puedan ser impresos en capas en hojas de plástico flexibles.

Trabajos previos

Esta nueva lámina está diseñada para que funcione junto a otra, también desarrollada por la Universidad de Tokio el año pasado, y que era capaz de detectar la posición de un dispositivo electrónico colocado sobre ella y proporcionarle energía directamente.

Previamente, en 2005, el mismo equipo de investigación fue capaz de crear una piel artificial, a la que llamaron E-Skin. El invento consistió en una fina lámina de plástico con un transistor orgánico, basado en circuitos electrónicos, que ha sido procesado para formar la piel, cuya estructura es similar a una red.

A largo plazo, la finalidad de este proyecto es desarrollar un sistema capaz de conectar miles de dispositivos electrónicos, lo cual podría ser necesario algún día. La cantidad de energía necesaria para comunicar de forma inalámbrica tantos dispositivos sería enorme. El enfoque de Someya utiliza una combinación de comunicaciones inalámbricas de onda extremadamente corta y cables para proporcionar una alternativa de bajo consumo energético.

Con cables y sin cables

“Nuestra propuesta es una mezcla de comunicaciones sin cables y con cables en la que la comunicación se hace a través de cable hasta el último milímetro, en el que la comunicación se vuelve inalámbrica. Si la comunicación inalámbrica es tan corta la energía no se disipa, y no requiere un contacto directo, por lo que no se necesita ningún cable (para conectar los dispositivos)", afirma Someya en la revista IEEE Spectrum.

Ambas láminas de comunicaciones están constituidas por una rejilla de células de 8x8 pulgadas. Cada célula contiene una bobina para la transmisión y recepción de señales y conmutadores MEM de plástico para activar y desactivas las bobinas y para conectarse a las células adyacentes. Una vez colocados dos dispositivos electrónicos sobre la lámina, los sensores detectan su localización. Un chip de control colocado en el borde de la lámina decide cuál es el mejor modo de dirigir las señales entre ambos objetos a través de la lámina.

La comunicación incluye dos procesos. En primer lugar, se transmite la información de forma inalámbrica entre el dispositivo y la lámina utilizando señales de radio de onda extremadamente corta (del orden de milímetros). Luego, una serie de conmutadores MEM se cierran para formar una conexión por cable entre las células adyacentes, estableciendo un camino entre ambos dispositivos. Esto origina una conexión por cable entre una bobina receptora en el primer dispositivo y una bobina transmisora en el segundo. Si los dispositivos se mueven o se retiran de la lámina, o se añaden otros nuevos, se formarán nuevos enlaces de comunicaciones en el momento.

“Su primera aplicación puede ser una “mesa inteligente” que permitiría a algunos dispositivos comunicarse entre sí sin necesidad de que estuvieran conectados unos con otros”, comenta Takao Someya en declaraciones recogidas por Technology Review.