Ein Prototyp eines Geräts, das von einem Team der RMIT University in Melbourne, Australien, entwickelt wurde, kann elektronisch
Leitender Forscher Professor Madhu BhaskaranDer Prototyp des Schmerzsensors sei ein bedeutender Fortschritt in der biomedizinischen Technologie und der intelligenten Robotik der nächsten Generation.
Die Haut ist unser größtes SinnesorganKörper mit komplexen Funktionen, die darauf ausgelegt sind, schnelle Alarmsignale zu senden, wenn etwas weh tut. Wir spüren ständig Dinge durch unsere Haut, aber unsere Reaktion auf Schmerzen erfolgt nur in einem bestimmten Moment, beispielsweise wenn wir etwas zu Heißes oder zu Scharfes berühren. Keine elektronische Technologie war bisher in der Lage, dieses sehr menschliche Schmerzgefühl realistisch zu simulieren. Unsere künstliche Haut reagiert sofort, wenn Druck, Hitze oder Kälte eine schmerzhafte Schwelle erreichen. Dies ist ein wichtiger Schritt vorwärts in der zukünftigen Entwicklung der komplexen Feedbacksysteme, die wir benötigen, um wirklich intelligente Prothesen und intelligente Robotik zu schaffen.
Leitender Forscher, Professor Madhu Bhaskaran
Funktionssensor-Prototypen
Neben dem Prototyp des Schmerzsensors hat das Forscherteam auch Geräte mit dehnbarer Elektronik entwickelt, die Temperatur- und Druckänderungen erfassen und darauf reagieren können.
Bhaskaran, Co-Leiter der FunktionsgruppeLaut Materials and Microsystems am RMIT wurden drei funktionelle Prototypen entwickelt, um Schlüsselfunktionen der Hautempfindlichkeit elektronisch zu übertragen. Mit der weiteren Entwicklung kann dehnbare künstliche Haut auch eine zukünftige Option für nicht-invasive Hauttransplantationen werden, bei denen der traditionelle Ansatz nicht praktikabel ist oder nicht funktioniert.
Ein Prototyp eines Ledersensors mit dehnbarer Elektronik.
Bildnachweis: RMIT University
"Wir müssen weiterentwickelt werden, um diese Technologie in biomedizinische Anwendungen zu integrieren, aber die Grundlagen - Biokompatibilität, hautähnliche Erweiterbarkeit - sind bereits vorhanden", sagte der Wissenschaftler.
Wie mache ich E-Skin?
Die neue Studie, die als vorläufiges Patent eingereicht wurde, kombiniert drei Technologien, die zuvor vom Team entwickelt und patentiert wurden:
- Elastische Elektronik: Kombination von Oxidmaterialien mit biokompatiblem Silikon zu einer aufkleberdicken, transparenten, bruchsicheren und tragbaren Elektronik.
- Temperaturreaktive Beschichtungen: Selbstmodifizierende Beschichtungen, die 1000-mal dünner als menschliches Haar sind und auf einem Material basieren, das sich bei Hitzeeinwirkung umwandelt.
- Brain Mimic Memory: Elektronische Speicherzellen, die die Art und Weise nachahmen, wie das Gehirn das Langzeitgedächtnis verwendet, um frühere Informationen abzurufen und zu speichern.
Der Prototyp Drucksensor kombiniertErweiterbare Elektronik und Langzeitgedächtniszellen, Wärmesensor integriert duroplastische Beschichtungen und Speicher, und Schmerzsensor integriert alle drei Technologien.
Ataur Rahman, Ph.D., sagte, dass Speicherzellen in jedem Prototyp dafür verantwortlich sind, eine Reaktion auszulösen, wenn Druck, Hitze oder Schmerz einen festgelegten Schwellenwert erreichen.
Tatsächlich haben wir die erste elektronische erstelltSomatosensoren, die Schlüsselmerkmale des komplexen körpereigenen Systems von Neuronen, Nervenbahnen und Rezeptoren reproduzieren, die unsere Wahrnehmung sensorischer Reize steuern. Während einige vorhandene Technologien elektrische Signale verwendet haben, um unterschiedliche Schmerzniveaus zu simulieren, können diese neuen Geräte auf realen mechanischen Druck, Temperatur und Schmerz reagieren und die richtige elektronische Reaktion liefern. Dies bedeutet, dass unser Kunstleder den Unterschied zwischen leichtem Berühren einer Nadel mit einem Finger oder versehentlichem Stechen kennt - eine wichtige Unterscheidung, die noch nie elektronisch erreicht wurde.
Ph.D. Ataur Rahman
Die Studie wurde unterstützt vonAustralian Research Council am hochmodernen Forschungszentrum für Mikronano-Nanotechnologie des RMIT für Mikro- / Nanotechnologie und Geräteprototyping.
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