สร้าง e-skin ที่ไม่เหมือนใคร เธอตอบสนองต่อความเจ็บปวดเหมือนมนุษย์

อุปกรณ์ต้นแบบที่พัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมืองเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย สามารถใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้

วิธีการสร้างผิวหนังของมนุษย์ขึ้นมาใหม่รู้สึกเจ็บปวด อุปกรณ์นี้เลียนแบบการตอบสนองที่เกือบจะทันทีของร่างกาย และสามารถตอบสนองต่อความรู้สึกเจ็บปวดด้วยความเร็วแสงเท่ากับสัญญาณประสาทที่เดินทางไปยังสมอง

หัวหน้านักวิจัยศาสตราจารย์ Madhu Bhaskaranกล่าวว่าต้นแบบเซ็นเซอร์ความเจ็บปวดเป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีชีวการแพทย์และหุ่นยนต์อัจฉริยะรุ่นต่อไป

ผิวหนังเป็นอวัยวะรับความรู้สึกที่ใหญ่ที่สุดของเราร่างกายที่มีฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนออกแบบมาเพื่อส่งสัญญาณแจ้งเตือนอย่างรวดเร็วเมื่อมีบางสิ่งได้รับบาดเจ็บ เรารู้สึกถึงสิ่งต่าง ๆ ผ่านผิวหนังของเราตลอดเวลา แต่การตอบสนองต่อความเจ็บปวดจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น เช่น เมื่อเราสัมผัสบางสิ่งที่ร้อนเกินไปหรือแหลมเกินไป ไม่มีเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ใดที่สามารถจำลองความรู้สึกเจ็บปวดของมนุษย์ได้อย่างสมจริงจนถึงขณะนี้ ผิวหนังเทียมของเราจะตอบสนองทันทีเมื่อความกดดัน ความร้อน หรือความเย็นถึงระดับที่เจ็บปวด นี่เป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาในอนาคตของระบบตอบรับที่ซับซ้อนซึ่งเราจำเป็นต้องใช้เพื่อสร้างอวัยวะเทียมและหุ่นยนต์อัจฉริยะอย่างแท้จริง

หัวหน้านักวิจัย ศาสตราจารย์ มาธุ ภาสคารัน

ต้นแบบเซ็นเซอร์ที่ใช้งานได้

นอกจากเซ็นเซอร์ความเจ็บปวดต้นแบบแล้วทีมวิจัยยังได้พัฒนาอุปกรณ์ที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดได้ซึ่งสามารถรับรู้และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดัน

Bhaskaran ผู้นำร่วมของกลุ่มการทำงานวัสดุและไมโครซิสเต็มที่ RMIT กล่าวว่าต้นแบบการทำงาน 3 แบบได้รับการพัฒนาเพื่อถ่ายโอนการทำงานที่สำคัญของความไวต่อผิวหนังด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยการพัฒนาต่อไปผิวหนังเทียมที่ขยายได้อาจเป็นทางเลือกในอนาคตสำหรับการปลูกถ่ายผิวหนังที่ไม่รุกรานซึ่งวิธีการดั้งเดิมไม่สามารถใช้งานได้หรือไม่ได้ผล

ต้นแบบของอุปกรณ์เซ็นเซอร์หนังที่ทำด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดได้

เครดิต: RMIT University

“ เราต้องการการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อรวมเทคโนโลยีนี้เข้ากับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ แต่พื้นฐาน - ความเข้ากันได้ทางชีวภาพความสามารถในการขยายตัวได้เหมือนผิวหนัง - มีอยู่แล้ว” นักวิทยาศาสตร์กล่าว

วิธีการทำ e-skin?

การศึกษาใหม่ซึ่งยื่นเป็นสิทธิบัตรชั่วคราวได้รวมเอาเทคโนโลยีสามอย่างที่ทีมพัฒนาและจดสิทธิบัตรไว้ก่อนหน้านี้:

  • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น: รวมวัสดุออกไซด์เข้ากับซิลิโคนที่เข้ากันได้ทางชีวภาพเพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสติกเกอร์หนาโปร่งใสป้องกันการแตกและสวมใส่ได้
  • การเคลือบที่มีปฏิกิริยาต่ออุณหภูมิ: สารเคลือบที่ปรับเปลี่ยนได้เองบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ 1,000 เท่าโดยอาศัยวัสดุที่เปลี่ยนรูปเมื่อสัมผัสกับความร้อน
  • เลียนแบบหน่วยความจำสมอง: เซลล์หน่วยความจำอิเล็กทรอนิกส์ที่เลียนแบบวิธีที่สมองใช้หน่วยความจำระยะยาวเพื่อเรียกคืนและจัดเก็บข้อมูลก่อนหน้านี้

เซ็นเซอร์ความดันต้นแบบรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ขยายได้และเซลล์หน่วยความจำระยะยาวเซ็นเซอร์ความร้อนรวมการเคลือบเทอร์โมเซตติงและหน่วยความจำและเซ็นเซอร์ความเจ็บปวดผสานรวมเทคโนโลยีทั้งสาม

Ataur Rahman, Ph.D. กล่าวว่าเซลล์หน่วยความจำในแต่ละต้นแบบมีหน้าที่กระตุ้นการตอบสนองเมื่อความดันความร้อนหรือความเจ็บปวดถึงเกณฑ์ที่กำหนด

ในความเป็นจริงเราสร้างอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกSomatosensors ที่ทำซ้ำลักษณะสำคัญของระบบประสาทที่ซับซ้อนของร่างกายทางเดินประสาทและตัวรับที่ควบคุมการรับรู้ของเราต่อสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส ในขณะที่เทคโนโลยีที่มีอยู่บางส่วนได้ใช้สัญญาณไฟฟ้าเพื่อจำลองระดับความเจ็บปวดที่แตกต่างกันอุปกรณ์ใหม่เหล่านี้สามารถตอบสนองต่อแรงกดอุณหภูมิและความเจ็บปวดจริงและให้การตอบสนองทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกต้อง นั่นหมายความว่าหนังเทียมของเรารู้ถึงความแตกต่างระหว่างการใช้นิ้วแตะหมุดเบา ๆ หรือการแทงโดยไม่ได้ตั้งใจซึ่งเป็นความแตกต่างที่สำคัญที่ไม่เคยมีมาก่อนด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

ปริญญาเอก อาทัวร์ เราะห์มาน

การศึกษาได้รับการสนับสนุนโดยAustralian Research Council ที่ศูนย์วิจัยไมโครนาโน - นาโนเทคโนโลยีอันล้ำสมัยของ RMIT สำหรับไมโคร / นาโนเทคโนโลยีและการสร้างต้นแบบอุปกรณ์

อ่านยัง

รัศมีแอนโดรเมดากำลังเข้าใกล้ดาราจักรของเรา เราบอกคุณว่าเหตุใดจึงสำคัญ

อาการของ coronavirus ในเด็ก สิ่งที่คุณควรใส่ใจกับ

ปรากฎว่าทำให้อารยธรรมมายาออกจากเมืองของพวกเขา