يمكن لجهاز نموذجي أولي، طوره فريق من جامعة RMIT في ملبورن بأستراليا، إلكترونيًا
الباحث الرئيسي البروفيسور مادو باسكارانقال النموذج الأولي لجهاز استشعار الألم كان خطوة مهمة إلى الأمام في التكنولوجيا الطبية الحيوية والجيل القادم من الروبوتات الذكية.
الجلد هو أكبر عضو حسي لديناأجسام ذات وظائف معقدة مصممة لإرسال إشارات تنبيه سريعة عندما يكون هناك شيء مؤلم. نشعر بالأشياء من خلال بشرتنا طوال الوقت، لكن استجابتنا للألم تحدث فقط في لحظة محددة، مثل عندما نلمس شيئًا ساخنًا جدًا أو حادًا جدًا. لم تتمكن أي تقنية إلكترونية من محاكاة هذا الشعور الإنساني بالألم بشكل واقعي حتى الآن. يتفاعل جلدنا الاصطناعي على الفور عندما يصل الضغط أو الحرارة أو البرودة إلى عتبة مؤلمة. هذه خطوة مهمة إلى الأمام في التطوير المستقبلي لأنظمة التغذية الراجعة المعقدة التي نحتاجها لإنشاء أطراف صناعية ذكية حقًا وروبوتات ذكية.
الباحث الرئيسي البروفيسور مادو باسكاران
نماذج الاستشعار الوظيفية
بالإضافة إلى النموذج الأولي لجهاز استشعار الألم ، طور فريق البحث أيضًا أجهزة مزودة بإلكترونيات قابلة للتمدد يمكنها استشعار التغيرات في درجة الحرارة والضغط والاستجابة لها.
باسكاران ، القائد المشارك للمجموعة الوظيفيةقال المواد والأنظمة الدقيقة في RMIT ، إنه تم تطوير ثلاثة نماذج أولية وظيفية لنقل الوظائف الرئيسية لحساسية الجلد إلكترونيًا. مع مزيد من التطوير ، قد يكون الجلد الاصطناعي القابل للتمديد أيضًا خيارًا مستقبليًا لطعوم الجلد غير الغازية حيث يكون النهج التقليدي غير قابل للتطبيق أو لا يعمل.
نموذج أولي لجهاز استشعار جلدي مصنوع من إلكترونيات قابلة للمط.
الائتمان: جامعة RMIT
قال العالم: "نحن بحاجة إلى مزيد من التطوير لدمج هذه التكنولوجيا في التطبيقات الطبية الحيوية ، ولكن الأساسيات - التوافق الحيوي ، والتوسع مثل الجلد - موجودة بالفعل".
كيف تصنع الجلد الإلكتروني؟
تجمع الدراسة الجديدة ، المقدمة كبراءة اختراع مؤقتة ، بين ثلاث تقنيات تم تطويرها مسبقًا وحصولها على براءة اختراع من قبل الفريق:
- إلكترونيات مرنة: اجمع بين مواد الأكسيد والسيليكون المتوافق حيويًا لإنشاء إلكترونيات سميكة لاصقة وشفافة ومقاومة للكسر ويمكن ارتداؤها.
- الطلاءات المتفاعلة مع درجة الحرارة: الطلاءات ذاتية التعديل أرق 1000 مرة من شعر الإنسان ، بناءً على مادة تتحول عند تعرضها للحرارة.
- ذاكرة محاكاة الدماغ: خلايا الذاكرة الإلكترونية التي تحاكي الطريقة التي يستخدم بها الدماغ الذاكرة طويلة المدى لاستدعاء وتخزين المعلومات السابقة.
يجمع مستشعر الضغط النموذجيالإلكترونيات القابلة للتوسيع وخلايا الذاكرة طويلة المدى ، يدمج مستشعر الحرارة طبقات الطلاء بالحرارة والذاكرة ، ويدمج مستشعر الألم التقنيات الثلاث.
قال دكتور أتور رحمان ، أن خلايا الذاكرة في كل نموذج أولي هي المسؤولة عن إثارة استجابة عندما يصل الضغط أو الحرارة أو الألم إلى حد معين.
في الواقع ، أنشأنا أول جهاز إلكترونيالمستشعرات الجسدية التي تعيد إنتاج السمات الرئيسية لنظام الجسم المعقد من الخلايا العصبية والمسارات العصبية والمستقبلات التي تتحكم في إدراكنا للمثيرات الحسية. بينما تستخدم بعض التقنيات الحالية إشارات كهربائية لمحاكاة مستويات مختلفة من الألم ، يمكن لهذه الأجهزة الجديدة الاستجابة للضغط الميكانيكي الحقيقي ودرجة الحرارة والألم وتوفير الاستجابة الإلكترونية الصحيحة. هذا يعني أن جلدنا الصناعي يعرف الفرق بين لمس دبوس برفق بإصبع أو وخزه عن طريق الخطأ - وهو فرق مهم لم يتحقق إلكترونيًا من قبل.
دكتوراه عطاء الرحمن
كانت الدراسة بدعم منمجلس البحوث الأسترالي في مركز أبحاث تكنولوجيا النانو الدقيقة المتطور التابع لـ RMIT للتكنولوجيا الدقيقة / النانوية ونماذج الأجهزة.
اقرأ أيضا
هالة أندروميدا تقترب من مجرتنا. نخبرك لماذا هو مهم
أعراض الفيروس التاجي عند الأطفال. ما يجب الانتباه إليه؟
اتضح أن ذلك جعل حضارة المايا تغادر مدنهم