En prototypeenhet utviklet av et team fra RMIT University i Melbourne, Australia, kan elektronisk
Lederforsker professor Madhu Bhaskaransa at smertesensorprototypen var et viktig skritt fremover innen biomedisinsk teknologi og neste generasjons intelligent robotikk.
Huden er vårt største sanseorgankropper med komplekse funksjoner designet for å sende raske varselsignaler når noe gjør vondt. Vi føler ting gjennom huden vår hele tiden, men vår respons på smerte skjer bare i et bestemt øyeblikk, for eksempel når vi berører noe for varmt eller for skarpt. Ingen mengde elektronisk teknologi har vært i stand til realistisk å simulere denne svært menneskelige følelsen av smerte – før nå. Vår kunstige hud reagerer umiddelbart når trykk, varme eller kulde når en smertefull terskel. Dette er et viktig skritt fremover i den fremtidige utviklingen av de komplekse tilbakemeldingssystemene vi trenger for å skape virkelig intelligente proteser og intelligent robotikk.
Hovedforsker, professor Madhu Bhaskaran
Funksjonelle sensorprototyper
I tillegg til prototypesmertsensoren har forskerteamet også utviklet enheter med strekkbar elektronikk som kan føle og svare på endringer i temperatur og trykk.
Bhaskaran, medleder for den funksjonelle gruppenmaterialer og mikrosystemer på RMIT, sa at tre funksjonelle prototyper ble utviklet for elektronisk å overføre viktige funksjoner av hudfølsomhet. Med videre utvikling kan utvidbar kunstig hud også være et fremtidig alternativ for ikke-invasive hudtransplantater der den tradisjonelle tilnærmingen ikke er levedyktig eller ikke fungerer.
En prototype av en lærsensorenhet laget med strekkbar elektronikk.
Kreditt: RMIT University
"Vi trenger videreutvikling for å integrere denne teknologien i biomedisinske applikasjoner, men det grunnleggende - biokompatibilitet, hudlignende utvidbarhet - er allerede der," sa forskeren.
Hvordan lage e-skin?
Den nye studien, arkivert som et foreløpig patent, kombinerer tre teknologier som teamet tidligere har utviklet og patentert:
- Motstandsdyktig elektronikk: Kombinerer oksidmaterialer med biokompatibel silikon for å skape klistremerktyk, gjennomsiktig, knustebeskyttet og slitesterk elektronikk.
- Temperaturreaktive belegg: Selvmodifiserende belegg 1000 ganger tynnere enn menneskehår, basert på et materiale som transformeres når det utsettes for varme.
- Brain Mimic Memory: Elektroniske minneceller som etterligner måten hjernen bruker langtidshukommelse på for å huske og lagre tidligere informasjon.
Prototypen trykksensor kombinererutvidbar elektronikk og langtidsminneceller, varmesensoren integrerer termohærdende belegg og minne, og smertesensoren integrerer alle tre teknologiene.
Ataur Rahman, Ph.D., sa at minneceller i hver prototype er ansvarlige for å utløse en respons når trykk, varme eller smerte når en angitt terskel.
Faktisk opprettet vi den første elektroniskesomatosensorer som reproduserer viktige trekk ved kroppens komplekse system av nevroner, nevrale veier og reseptorer som styrer vår oppfatning av sensoriske stimuli. Mens noen eksisterende teknologier har brukt elektriske signaler for å simulere forskjellige nivåer av smerte, kan disse nye enhetene svare på reelt mekanisk trykk, temperatur og smerte og gi riktig elektronisk respons. Dette betyr at kunstlæret vårt kjenner forskjellen mellom å berøre en tapp lett med en finger eller ved et uhell å stikke den - en viktig forskjell som aldri har blitt oppnådd elektronisk før.
Ph.D. Ataur Rahman
Studien ble støttet avAustralian Research Council ved RMITs toppmoderne forskningssenter for mikronano-nanoteknologi for mikro / nanoteknologi og prototyping av enheter.
Les også
Andromeda-glansen nærmer seg vår galakse. Vi forteller deg hvorfor det er viktig
Symptomer på coronavirus hos barn. Hva du bør ta hensyn til?
Det viste seg at fikk mayasivilisasjonen til å forlate byene sine