مهندسانی از کره و ایالات متحده یک پچ پوششی ساخته‌اند. این پچ میکرونیدل کشسان پتانسیل این را دارد که به فناوری‌های بیشتر در زمینه‌ی تعامل انسان-ماشین و مراقبت‌های بهداشتی منجر شود.

میکرونیدل‌های پیشرفته

الکترودهای میکرونیدل موجود، فاقد خاصیت ارتجاعی و قابلیت اطمینان لازم برای اتصال مداوم به پوست هستند. همچنین مانع از حس الکتروفیزیولوژیکی(EP) طولانی مدت و با کیفیت بالا در حین حرکت بدن می‌شوند. این چالش باعث معرفی SNAP، یک پج میکرونیدل کشسان شد. محققان می‌توانند سیستمی با نفوذپذیری بیشتر پوست و رابط الکترومکانیکی قوی‌تری ایجاد کنند که نظارت طولانی‌مدت و قابل اعتماد حس الکتروفیزیولوژیکی(EP) را در شرایط مختلف پوست و بدون آماده‌سازی زمان‌بر پوست امکان‌پذیر می‌سازد.

پج میکرونیدل کشسان(SNAP) تقریباً شامل 144 سوزن ریز سیلیکونی با روکش طلا است که هر یک کوتاه‌تر از یک صدم اینچ است. آن‌ها علی‌رغم اندازه کوچک، به طور موثر با پوست ارتباط دارند. اگرچه فرض کنید سوزن‌ها ممکن است باعث ایجاد یک حس ناراحت‌کننده شوند، اما این میکرونیدل‌ها فقط به سطح پوست نفوذ می‌کنند و گیرنده‌های درد را دور می‌زنند و راحتی را در طول استفاده طولانی‌مدت تضمین می‌کنند. جئونگ در بیانیه‌ای گفت: «مردم می‌توانند این پج‌ها را به مدت یک هفته بچسبانند و تقریباً هیچ گونه تحریک پوستی برایشان ایجاد نمی‌کند.»

این تیم فعالیت الکتریکی ثابت بدن انسان را برجسته می‌کند. در حالی که الکترودهای ژلی سنتی که این سیگنال‌های الکترومیوگرافی(EMG) را مانیتور می‌کنند، چالش‌هایی مانند خشک شدن و جابجایی در حین حرکت ایجاد می‌کنند و داده‌های غیر قابل اعتمادی را به دست می‌دهند.

شیائو، جئونگ همراه با تیم خود در این مطالعه قصد داشتند یک حسگر EMG ایجاد کنند که یکپارچگی بدن را تقلید می‌کند. دستگاه‌های SNAP این تیم، از پایه پلیمری کشسان و سیم‌های مارپیچ قابل کشش که از فلز بسیار نازک ساخته شده و باتری‌های داخلی تشکیل شده‌است. به گفته محققان، این پچ‌ها به‌طور قابل‌توجهی انعطاف‌پذیر هستند. همچنین داده‌های EMG را حتی در حین فعالیت‌های شدید مانند دویدن روی تردمیل و اسکوات به دقت ثبت می‌کنند.

نتایج دلگرم کننده

محققان در آزمایشگاه خود در KAIST آزمایشاتی را برای کشف کاربردهای بالقوه دستگاه SNAP انجام دادند. شرکت کنندگان وظیفه بلند کردن وزنه‌های سنگین را با کمک کوله‌پشتی‌های رباتیکی که از کمر پشتیبانی می‌کند، داشتند. برخی از آن‌ها پچ‌های SNAP را در بالای عضلات سرینی خود می‌پوشیدند. هنگامی که این پچ‌ها انقباض ماهیچه‌ها را در حین بلند کردن تشخیص دادند، به صورت بی‌سیم به کوله‌پشتی‌های رباتیک علامت دادند که کمک کنند و به طور متوسط 18 درصد مصرف انرژی عضلانی را کاهش دادند.

یافته‌ها نشان می‌دهد که SNAP به طور قابل توجهی امپدانس تماس با پوست را حتی زمانی که پوست آلوده است کاهش می‌دهد و راحتی در هنگام حرکت را بهبود می بخشد. طبق این مطالعه، این پچ SNAP از الکترودهای ژلی و میکرونیدل انعطاف‌پذیر پیشی گرفته است.

محققان تاکید کردند که تحقیقات مداومی برای ادغام این پچ‌ها با ربات‌های اسکلت بیرونی مختلف مورد نیاز است تا بتوان آن‌را در دنیای واقعی پیاده‌سازی کرد. با این وجود، این پیشرفت‌ها به آینده‌ای اشاره می‌کند که در آن چنین فناوری‌ای می‌تواند به طور قابل توجهی وظایف روزانه را بهبود بخشد. همانطور که شیائو بیان کرد، هدف نهایی آنها بهبود زندگی مردم فراتر از محدوده‌ی آزمایشگاه است.

طبق این مطالعه، این تیم پیش‌بینی می‌کند که «SNAP‌ها تأثیر گسترده‌ای بر برنامه‌هایی که نیاز به سنجش EP قابل اعتماد دارند، مانند نظارت مداوم بر سلامت، تحقیقات عصبی و رابط انسان-ماشین پوشیدنی خواهند داشت».

> پچ پوشیدنی بدون باتری دریافت کننده علائم حیاتی

>> پچ پوستی انعطاف پذیر برای سنجش سلامت

منبع: interestingengineering.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»