Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Donghua στην Κίνα και το Jülich Center for Neutron Science (JCNS) στη Γερμανία πρόσφατα
Τα τελευταία χρόνια η ρομποτική από όλο τον κόσμοπροσπαθούν να δημιουργήσουν τεχνητά συστήματα που μοιάζουν με μέρη του ανθρώπινου σώματος και να αναπαράγουν τις λειτουργίες τους. Αυτά περιλαμβάνουν το τεχνητό δέρμα - ένα προστατευτικό στρώμα που θα βελτιώσει επίσης τις αισθητηριακές ικανότητες των ρομπότ.
«Όπως ξέρουμε, το δέρμα είναι το μεγαλύτεροένα όργανο του ανθρώπινου σώματος που λειτουργεί ως προστατευτικό στρώμα και αισθητήρια διεπαφή για να διατηρεί το σώμα μας υγιές και να ανταποκρίνεται», δήλωσε στο TechXplore ο Shentong Sun, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης. «Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης και της μαλακής ρομποτικής, οι μηχανικοί προσπαθούν να καλύψουν τα ανθρωποειδή ρομπότ με τεχνητό δέρμα που αναπαράγει όλες τις μηχανικές και αισθητηριακές ιδιότητες ενός ανθρώπου, ώστε να αντιλαμβάνονται το συνεχώς μεταβαλλόμενο εξωτερικό περιβάλλον, όπως και εμείς».
Γιατί το ανθρώπινο δέρμα είναιπολύ περίπλοκο σύστημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να μιμηθείς όλες τις λειτουργίες του. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο δέρμα μπορεί να αισθανθεί διάφορες περιβαλλοντικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της πίεσης, της παραμόρφωσης της επιφάνειας και των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας, απλώς λαμβάνοντας ηλεκτρονικά σήματα που βασίζονται σε ιόντα.
Αυτο-θεραπευόμενο υβριδικό ιονικό δέρμα με δομή νανοϊνών που βασίζεται στη βιοτεχνολογία του πραγματικού ανθρώπινου δέρματος. Εικόνα: Wang et al.
Εμπνευσμένο από τη φυσική δομή του δέρματοςάνθρωπος, οι μηχανικοί έχουν δημιουργήσει ένα τεχνητό που βασίζεται σε μια αυτο-θεραπευόμενη νανοετικέτα και μια ιοντική μήτρα. Αναπαράγουν τις λειτουργίες του κολλαγόνου και της ελαστίνης (πρωτεΐνη του συνδετικού ιστού), αντίστοιχα. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό που είναι μαλακό αλλά γίνεται σκληρό όταν τεντώνεται. Αυτή η ιδιότητα είναι γνωστή ως ακαμψία παραμόρφωσης. Επιπλέον, το νέο τεχνητό δέρμα αυτοθεραπεύεται μετά από βλάβη, είναι ανθεκτικό στην κόπωση και ανταποκρίνεται γρήγορα στις παραμορφώσεις του σχήματος, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για αισθητηριακές εφαρμογές.
Εμπνευσμένο από επισκευάσιμες νανοΐνεςτη δομή του δέρματος, οι μηχανικοί δημιούργησαν ένα τεχνητό ιοντικό δέρμα ενσωματώνοντας ένα αυτο-θεραπευόμενο ελαστικό ικρίωμα νανομέτρων σε μια άλλη αυτοθεραπευόμενη μαλακή ιοντική μήτρα. Η νανοετικέτα ελήφθη με ηλεκτροϊνοποίηση μιας συνθετικής πολυουρεθάνης, η οποία αυτοθεραπεύεται λόγω της ανταλλαγής δισουλφιδικών δεσμών σε θερμοκρασία δωματίου. Η ιοντική μήτρα παρασκευάστηκε με εξάτμιση ενός υδατικού διαλύματος πολυακρυλαμιδίου-ακρυλικού οξέος, υαλουρονικού οξέος και CaCl2 (χλωριούχο ασβέστιο).
Πειράματα έδειξαν ότι ακόμη και 10.000 κύκλοι διατάσεων δεν έβλαψαν το δέρμα. Το υπολογιζόμενο όριο κόπωσης του υβριδικού ιοντικού δέρματος είναι σχεδόν διπλάσιο από αυτό των ανθρώπινων μυών.
Διαβάστε περισσότερα:
Η NASA αποκαλύπτει πώς μοιάζει το μέλλον του ηλιακού συστήματος
Οι φυσικοί έχουν ψύχει άτομα για να καταγράφουν θερμοκρασίες. Είναι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο κρύα από το διάστημα.
Οι ερευνητές εξηγούν γιατί η Ινδία και η Ασία συγκρούστηκαν πολύ γρήγορα
Φωτογραφία εξωφύλλου: Kai Jacobson/UBC Faculty of Applied Science, από άλλη μελέτη ιοντικού δέρματος