تحقق تکنولوژی ایجاد حس لامسه در اندام مصنوعی

به گزارش سرویس علم و فناوری جی‌پلاس؛ در کنار تمام حواسی که انسان دارد و از چشم‌ها، گوش‌ها، بینی و دهان برای درک محیط اطراف استفاده می‌کند، هیچ‌ یک به پای ظرافت و حساسیت حس لامسه نمی‌رسد. به لطف اثرانگشت‌های حساسی که در کف دست قرار گرفته، ما انسان‌ها قادر خواهیم بود قبل از لمس آتش، حرارت آن را متوجه شویم یا نرمی و لطافت پوست نوزاد را لمس کنیم.

اما افرادی که به دلایل مختلف از اندام‌های مصنوعی استفاده می‌کنند با لمس و حس لامسه مشکل دارند. محققان دانشگاه استنفورد با تلاش‌هایی که در این زمینه انجام داده‌اند، توانستند بخشی از این قابلیت لمس را برای اندام‌های مصنوعی ایجاد کنند. آنها مواد مصنوعی قابل ارتجاع و حساس از نظر الکترونیکی تولید کرده‌اند.

پژوهشگران امیدوارند که روزی بتوان از این وسایل الکترونیک حساس به عنوان پوششی شبیه پوست برای اندام‌های مصنوعی استفاده کرد. این فناوری می‌تواند اساس تحول نسل جدیدی از وسایل الکترونیک قابل انعطاف باشند که به عنوان یک فناوری پوشیدنی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و حتی رقیبی برای گوشی‌های هوشمند باشد.

تولید مدارهای پلیمری و قابل ارتجاع که مجهز به حسگرهای لمسی برای تشخیص اثرانگشت یک کفشدوزک مصنوعی است، از جمله آزمایش‌هایی است که محققان انجام داده‌اند. با موفقیت این آزمایش اولیه، محققان در مراحل بعدی و کاربردی‌تر، از روشی پیشرفته‌تر برای تولید وسایل الکترونیک قابل انعطاف و قابل ارتجاع در حجم وسیع استفاده کرده‌اند تا بتوانند این تولیدات را به مرحله تجاری‌سازی برسانند.

تحقیقات در زمینه تولید پوست مصنوعی و وسایل الکترونیک قابل انعطاف راه درازی را در پیش دارد اما تاکنون، فرآیندی برای تولید مدارهای قابل ارتجاع انجام نگرفته بود. محققان امیدوارند که روزی این ساختارها، صفحه‌های وسایل الکترونیک وابسته به پلیمری شوند که تنوعی از حسگرها داخل آنها تعبیه شوند و در نهایت بتوان این مدارهای قابل انعطاف و چندمنظوره را با سیستم عصبی انسان مرتبط کرد.

این محصول مشابه شبکه حسی بیوشیمیایی پیچیده‌تر و مواد محافظ سطحی است که آن را می‌توان پوست انسان نامید. این پوست نه تنها حس لامسه دارد، بلکه حرارت و سایر پدیده‌ها را نیز حس می‌کند.

فرآیند تولید این وسایل الکترونیک قابل‌انعطاف و دارای حس لامسه از چند لایه پلیمر تازه تشکیل شده است که کشسانی این مواد را تامین می‌کند. اولین قدم در این فرآیند استفاده از پرینتر جوهرافشان برای رنگ‌آمیزی لایه‌های خاص است. محققان این مواد را در مربع‌های حدود دو اینچ در صفحه‌ای حاوی بیش از 6 هزار دستگاه پردازش سیگنال شخصی تولید کرده‌اند که مانند پایانه‌های عصب مصنوعی عمل می‌کنند. تمام این مواد داخل لایه‌ای محافظ و ضدآب بسته‌بندی شده‌اند.

نمونه تولید شده تا دو برابر اندازه معمولی آن کشیده می‌شود و دوباره به حالت اولیه خود برمی‌گردد، در حالی که قابلیت آن را دارد که بدون ترک‌خوردگی، لایه‌لایه شدن یا چروکیدگی، برق را نیز منتقل کند. محققان برای تست پایداری آن، نمونه‌ای را بیش از یک هزار برابر حد معمول آن کشیدند که در آن هیچ آسیبی مشاهده نکردند. اما آزمایش واقعی زمانی انجام شد که محققان آن را به دست انسان چسباندند. این پوست الکترونیک حتی روی سطوح نامنظم هم به خوبی کار می‌کند.