تولید پوست مصنوعی برای اعضای مصنوعی

رواج استفاده از اعضای مصنوعی هوشمند هنوز راه طولانی در پیش دارد. گیرنده‌های مکانیکی و گیرنده‌های حرارتی که بر اساس پوست انسان ساخته شده‌اند قادر به جمع‌آوری اطلاعات از محیط اطراف هستند، اما خلق یک پوست مصنوعی که بتواند همان تجربه پوست طبیعی را برای افرادی که از اعضای مصنوعی استفاده می‌کنند به ارمغان بیاورد کاری بسیار سخت و مشکل است.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در این تصویر نمونه پوست هوشمند با سنسور یکپارچه نشان داده شده است.

گیرنده‌ای حسی در پوست انسان سیگنال‌های حرارتی و لامسه را از محیط بیرونی جمع‌آوری کرده و به مغز می‌فرستد. اکنون تکرار این ویژگی‌ها در پوست مصنوعی و طب پروتز با چالش مخصوص به‌خود مواجه است. گرفتن یک فنجان به‌ وسیله دست مصنوعی یک مبحث است و حس اینکه این فنجان خیلی داغ بوده یا دمای متعادلی دارد بحث دیگری است.
اکنون تیمی از دانشمندان ایالات متحده آمریکا و کره‌جنوبی در حال کار روی ارتقا چنین قابلیتی در اعضا مصنوعی هستند. ریز نوارهای سیلیکونی الکترونیکی بسط یافتنی برای ایجاد پوست اعضا مصنوعی چنان پیشرفتی داشته‌اند که دانشمندان تلاش می‌کنند با استفاده از آنها فاصله بین پوست مصنوعی و طبیعی را کمتر کنند. البته تولید پوست مصنوعی بدلیل محدودیت‌هایی در میزان کشش، محدوده تشخیص و معضلات مربوط به شفافیت، با مشکلاتی همراه است، اما محققان توانسته‌اند در این زمینه‌ها پیشرفت‌هایی داشته باشند.
دیوید تالبوت، خبرنگار ارشد MIT خبر طراحی مواد پلیمری برای تقلید خاصیت کشسانی و توانایی‌های حسی پوست واقعی را در نشریه‌اش اعلام کرده است. این پوست مصنوعی به نانو ورق‌های سیلیکونی شفاف(SiNR) بسیار نازک مجهز می‌باشد. نتیجه این کار پوست مصنوعی با توانایی‌های حسی بالاست. ارائه‌های حسگر حرارتی و حسگر مکانیکی SiNR با حسگرهای رطوبتی قابل کشش و محرک‌های حرارتی ترکیب شده و باعث می‌شوند تا سیستم‌های پروتز و مصنوعی حساسیت بالایی داشته و محدوده تشخیص و دوام مکانیکی آنها افزایش یابد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نمونه ای از دستکش مصنوعی که با لایه ی پوست مصنوعی متشکل از حسگرهای طلا و سنسورهای سیلیکونی پوشیده شده است.

مایکل استار در اهمیت این تحقیق می‌نویسد: تیم محققان تحت رهبری دای هیونگ کیم مهندس زیست‌ پزشکی توانستند پوستی با قدرت کشسانی بالا تولید کنند که قادر است روی تمام قسمت‌های اندام مصنوعی کشیده شود و کاربردهای آن محدود نیست. تالبوت می‌گوید مواد حسی به‌کار رفته در این پوست مصنوعی از حساس‌ترین مواد موجود بوده و در هر میلی‌مترمربع از پوست مصنوعی ۴۰۰ حسگر اینچنینی به‌کار گرفته شده است. محققان به‌عنوان نمونه دستکشی الکترونیکی ساخته‌اند که از لایه موادی مانند حسگرهای طلا و سیلیکون با قابلیت کشش بالا ساخته شده است.برای این کار به کمک دوربین‌های مخصوص ضبط حرکت، نحوه حرکت یک دست واقعی و کشیدگی آن را مورد مطالعه قرار دادند و سپس اشکال مختلف سیلیکون را در نقطه‌های مختلف روی پوست مصنوعی جهت تطبیق با کشیدگی دست واقعی قرار داده‌اند.



جام جم
بیگ بنگ
منبع: [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مقاله: [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مترجم: آتنا حسن‌آبادی