En prototype enhed udviklet af et team fra RMIT University i Melbourne, Australien, kan elektronisk
Lederforsker professor Madhu Bhaskaransagde smertesensorprototypen var et vigtigt skridt fremad inden for biomedicinsk teknologi og næste generations intelligente robotik.
Huden er vores største sanseorgankroppe med komplekse funktioner designet til at sende hurtige alarmsignaler, når noget gør ondt. Vi mærker ting gennem vores hud hele tiden, men vores reaktion på smerte opstår kun på et bestemt tidspunkt, såsom når vi rører ved noget for varmt eller for skarpt. Ingen elektronisk teknologi har været i stand til realistisk at simulere denne meget menneskelige følelse af smerte – indtil nu. Vores kunstige hud reagerer øjeblikkeligt, når tryk, varme eller kulde når en smertefuld tærskel. Dette er et vigtigt skridt fremad i den fremtidige udvikling af de komplekse feedback-systemer, vi har brug for for at skabe virkelig intelligente proteser og intelligent robotik.
Ledende forsker, professor Madhu Bhaskaran
Funktionelle sensorprototyper
Ud over prototypesmertsensoren har forskergruppen også udviklet enheder med strækbar elektronik, der kan mærke og reagere på ændringer i temperatur og tryk.
Bhaskaran, co-leder af den funktionelle gruppeMaterials and Microsystems hos RMIT, sagde de tre funktionelle prototyper blev udviklet til elektronisk at overføre nøglefunktioner af hudfølsomhed. Med yderligere udvikling kan udvidelig kunstig hud også være en fremtidig mulighed for ikke-invasive hudtransplantater, hvor den traditionelle tilgang ikke er levedygtig eller ikke fungerer.
En prototype af en lædersensorenhed lavet med strækbar elektronik.
Kredit: RMIT University
”Vi har brug for yderligere udvikling for at integrere denne teknologi i biomedicinske applikationer, men det grundlæggende - biokompatibilitet, hudlignende strækbarhed - er allerede der,” sagde videnskabsmanden.
Hvordan laver man e-skin?
Den nye undersøgelse, der er indgivet som et midlertidigt patent, kombinerer tre teknologier, som teamet tidligere har udviklet og patenteret:
- Modstandsdygtig elektronik: Kombiner oxidmaterialer med biokompatibel silikone for at skabe klistermærketyk, gennemsigtig, splintret og bærbar elektronik.
- Temperaturreaktive belægninger: Selvmodificerende belægninger 1.000 gange tyndere end menneskehår, baseret på et materiale, der transformeres, når det udsættes for varme.
- Brain Mimic Memory: Elektroniske hukommelsesceller, der efterligner den måde, hvorpå hjernen bruger langtidshukommelse til at huske og gemme tidligere information.
Prototypens trykføler kombinererstrækbar elektronik og langtidshukommelsesceller, en varmesensor integrerer termohærdende belægning og hukommelse, og en smertesensor kombinerer alle tre teknologier.
Ataur Rahman, ph.d., sagde, at hukommelsesceller i hver prototype er ansvarlige for at udløse et svar, når tryk, varme eller smerte når en bestemt tærskel.
Faktisk oprettede vi den første elektroniskesomatosensorer, der reproducerer nøglefunktioner i kroppens komplekse system af neuroner, neurale veje og receptorer, der styrer vores opfattelse af sensoriske stimuli. Mens nogle eksisterende teknologier har brugt elektriske signaler til at simulere forskellige niveauer af smerte, kan disse nye enheder reagere på ægte mekanisk tryk, temperatur og smerte og give det korrekte elektroniske svar. Det betyder, at vores kunstlæder kender forskellen mellem at røre en stift let med en finger eller ved et uheld at stikke den - en vigtig forskel, der aldrig er opnået elektronisk før.
Ph.D. Ataur Rahman
Undersøgelsen blev støttet afAustralian Research Council ved RMITs avancerede mikronano-nanoteknologiforskningscenter for mikro / nanoteknologi og prototyper af enheder.
Læs også
Andromedahaloen nærmer sig vores galakse. Vi fortæller dig, hvorfor det er vigtigt
Symptomer på coronavirus hos børn. Hvad du skal være opmærksom på?
Det viste sig, at det gjorde, at maya-civilisationen forlod deres byer