Een prototype-apparaat ontwikkeld door een team van de RMIT Universiteit in Melbourne, Australië, kan dit elektronisch doen
Hoofdonderzoeker Professor Madhu Bhaskaranzei dat het prototype van de pijnsensor een belangrijke stap voorwaarts was in biomedische technologie en intelligente robotica van de volgende generatie.
De huid is ons grootste zintuiglichamen met complexe functies die zijn ontworpen om snelle waarschuwingssignalen te sturen wanneer iets pijn doet. We voelen de hele tijd dingen via onze huid, maar onze reactie op pijn treedt alleen op een specifiek moment op, bijvoorbeeld wanneer we iets aanraken dat te heet of te scherp is. Tot nu toe heeft geen enkele elektronische technologie dit zeer menselijke pijngevoel op realistische wijze kunnen simuleren. Onze kunsthuid reageert onmiddellijk wanneer druk, hitte of kou een pijnlijke drempel bereiken. Dit is een belangrijke stap voorwaarts in de toekomstige ontwikkeling van de complexe feedbacksystemen die we nodig hebben om werkelijk intelligente protheses en intelligente robotica te creëren.
Hoofdonderzoeker, professor Madhu Bhaskaran
Functionele sensorprototypes
Naast het prototype pijnsensor heeft het onderzoeksteam ook apparaten ontwikkeld met rekbare elektronica die veranderingen in temperatuur en druk kunnen detecteren en erop kunnen reageren.
Bhaskaran, medeleider van de functionele groepmaterialen en microsystemen bij RMIT, zei dat drie functionele prototypes zijn ontwikkeld om de belangrijkste functies van huidgevoeligheid elektronisch over te dragen. Met verdere ontwikkeling kan een uitrekbare kunsthuid ook een toekomstige optie zijn voor niet-invasieve huidtransplantaten waarbij de traditionele aanpak niet haalbaar is of niet werkt.
Een prototype van een leren sensorapparaat gemaakt met rekbare elektronica.
Krediet: RMIT University
"We hebben verdere ontwikkeling nodig om deze technologie in biomedische toepassingen te integreren, maar de basis - biocompatibiliteit, huidachtige uitbreidbaarheid - is er al", zei de wetenschapper.
Hoe maak je een e-skin?
De nieuwe studie, ingediend als voorlopig octrooi, combineert drie technologieën die eerder zijn ontwikkeld en gepatenteerd door het team:
- Veerkrachtige elektronica: combineer oxidematerialen met biocompatibele siliconen om stickerdikke, transparante, onbreekbare en draagbare elektronica te maken.
- Temperatuurgevoelige coatings: zelfmodificerende coatings die 1000 keer dunner zijn dan mensenhaar, op basis van een materiaal dat transformeert bij blootstelling aan hitte.
- Brain Mimic Memory: Elektronische geheugencellen die de manier nabootsen waarop de hersenen langetermijngeheugen gebruiken om eerdere informatie op te roepen en op te slaan.
Het prototype van de druksensor combineertuitbreidbare elektronica en langetermijngeheugencellen, warmtesensor integreert thermohardende coatings en geheugen, en pijnsensor integreert alle drie technologieën.
Ataur Rahman, Ph.D., zei dat geheugencellen in elk prototype verantwoordelijk zijn voor het opwekken van een reactie wanneer druk, hitte of pijn een bepaalde drempel bereikt.
In feite hebben we de eerste elektronische gemaaktsomatosensoren die belangrijke kenmerken reproduceren van het complexe systeem van neuronen, zenuwbanen en receptoren van het lichaam die onze perceptie van sensorische stimuli regelen. Hoewel sommige bestaande technologieën elektrische signalen hebben gebruikt om verschillende pijnniveaus te simuleren, kunnen deze nieuwe apparaten reageren op echte mechanische druk, temperatuur en pijn en de juiste elektronische respons geven. Dit betekent dat ons kunstleer het verschil kent tussen een pin lichtjes aanraken met een vinger of er per ongeluk in prikken - een belangrijk verschil dat nog nooit eerder elektronisch is bereikt.
PhD Ataur Rahman
De studie werd ondersteund doorAustralian Research Council bij RMIT's state-of-the-art micronano-nanotechnologie onderzoekscentrum voor micro / nanotechnologie en prototyping van apparaten.
Lees ook
De Andromeda-halo nadert onze melkweg. We vertellen je waarom het belangrijk is
Symptomen van coronavirus bij kinderen. Waar moet je op letten?
Het bleek dat de Maya-beschaving hun steden verliet