پوست مصنوعی گامی رو به جلو برای افزایش کارایی دست‌های مصنوعی

حسگرهای جدید ساخته شده از پلاستیک و نانولوله‌های کربنی قادر به تامین پوستی مصنوعی هستند که حس لامسه را برای دست‌های مصنوعی به ارمغان می‌آورد.

artificial.skin_.1x519

نوک انگشتان در این دست‌های مصنوعی با نوعی پوست مصنوعی جدید پوشانده شده است که می‌تواند مقادیر بسیار کم فشار را نیز تشخیص دهد.

با منابع مالی تامین شده از سوی وزارت دفاع آمریکا، چندین پژوهشگر موفق به پیشرفت در زمینه تولید دست‌های مصنوعی شده‌اند که هر چه بیشتر به دست واقعی‌ انسان شبیه بوده و احساس کنترل و لامسه را به کاربر می‌دهد.

دانشمندان دانشگاه استنفورد، نوعی جدید از حسگرهای فشار را با شکل مسطح و ساخته شده از مواد انعطاف‌پذیر معرفی نموده‌اند که ممکن است در نهایت به عنوان پوست در اندام‌های مصنوعی به کار رود و این اجازه را به کاربر دهد تا علاوه بر جابجایی اجسام، قادر به حس کردن آن‌ها نیز باشد. حسگرها پالس‌هایی را ارسال می‌کنند که مغز آنها را به حس خاصی از لامسه تفسیر می‌کند. Zhenan Bao رهبر این پژوهشها اشاره می‌کند که: «این سامانه، دقیقاً تقلیدی از سامانۀ زیستی موجود در بدن انسان است. »

این پوست ساخته شده از پلاستیک برای ایجاد توانایی فشرده شدن، بصورت مشبک چاپ شده است و در داخل آن نانولوله‌های کربنی جاسازی شده است. این نانولوله‌ها، استوانه‌هایی از جنس کربن خالص هستند که قادر به هدایت الکتریسیته می‌باشند. فشرده کردن ماده، باعث می‌شود تا این نانولوله‌‌ها به هم نزدیک شده و با افزایش فشار، پالس‌های الکتریکی سریع‌تری نیز تولید شود.

در مقاله‌ای که در مجلۀ science منتشر شده است، Bao و همکارانش ادعا کرده‌اند که حسگرها قادر به تشخیص مقدار فشار هستند. این مقدار می‌تواند از یک دست دادن محکم تا یک دست دادن آهسته متغیر باشد. این مورد تنها یکی از اجزای حس لامسه است و تاکنون در انسان‌‌ها نیز آزموده نشده است. اما Bao و همکارانش برای نمایش امکان ارتباط حسگرها با نورون‌ها، این سیگنالها را در شرایط آزمایشگاهی به مغز یک موش ارسال کرده‌اند.

با این حال، تولید این حسگرها گامی امیدوار کننده در تلاش برای هرچه واقعی‌تر کردن اندام‌های مصنوعی است. Sliman Bensmaia زیست‌شناس و عصب‌شناس دانشگاه شیکاگو که بر روی اندام مصنوعی کار می‌کند می‌گوید:

«در صورتی که قادر به لمس کردن نباشید امکان ندارد که بتوانید کار زیادی با دست مصنوعی انجام دهید. ایجاد حس لامسه بدلیل پیچیدگی بسیار زیاد آن مشکل است. ما نه تنها قادر به تشخیص ابریشم از ساتن هستیم، بلکه قادر به تشخیص ابریشم خوب از بد نیز هستیم. ما قادر به این کار هستیم چرا که پوست ما می‌تواند بافت‌هایی را تا اندازه ده‌ها نانومتر احساس کند. »

در نهایت، محققین امیدوار هستند تا اطلاعات را از حسگرها به عصب‌های جانبی که سابقاً به اندام از دست رفته متصل بوده‌اند، انتقال دهند. در حال حاضر آنها رابطی را ساخته اند که کاربر را قادر به باز و بسته کردن دست مصنوعی می‌کند، اما در گام بعدی، به دنبال یک هماهنگی مناسب هستند که اجازه دهد تا هرکدام از انگشت‌ها به صورت جداگانه حرکت نماید.

Dustin Tyler، استاد مهندسی پزشکی در دانشگاه Case Western Reserve، اشاره می‌کند که:

«برای این کار نیاز است تا پالس‌های الکتریکی در دو جهت منتقل شوند. سیگنال‌هایی از ماهیچه‌ها و عصب‌ها که اندام مصنوعی را به حرکت در می‌آورد و حسگرها که بازخوردی ظاهراً طبیعی را به بیمار انتقال می‌دهند. در واقع این یک کار ترجمه است که حسگرها را وادار می‌کنند تا با زبان سامانۀ عصبی بدن صحبت کنند.»

قسمت مشکل این کار، ساخت رابطی بین اندام مصنوعی و بیمار است که اجازه دهد این زبان با تمام پیچیدگی‌هایش انتقال یابد. Bensmaia در این باره می‌گوید:« ما در نقطه‌ای قرار نداریم که بتوانیم حس لامسه طبیعی را کاملا بازسازی کنیم، اما در نقطه‌ای هستیم که می‌توانیم یک حس لامسه مفید را ایجاد نماییم. »

منبع: MIT Technology Review


>> در همین زمینه بخوانید: اندامهای مصنوعی می‌توانند با پوست مصنوعی حس را به شما بازگردانند


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ExosNews on Telegram

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن