Уникальная электронная кожа, реагирующая на боль как человеческий орган (ФОТО)
25 ноября 2024
03.10.2020 - 5:30
Учёные создали электронную кожу, способную реагировать на боль точно так же, как и наша, человеческая. Об этом написала газета Daily Mail.
Способность к мгновенной и острой реакции на боль такой кожи долгое время изучалась учёными из Мельбурнского королевского технологического университета. Их главной целью было создать реалистичные протезы и улучшить кожные трансплантаты.
Ведущий исследователь профессор Мадху Бхаскаран в интервью изданию отметил, что данный прототип стал значительным шагом вперед в направлении биомедицинских технологий и интеллектуальной робототехники нового поколения.
«Кожа — самый большой сенсорный орган нашего тела со сложными функциями, предназначенными для отправки сигналов быстрого оповещения, когда что-то болит, — сказал профессор Бхаскаран.
— Мы всё время ощущаем вещи через кожу, но наша реакция на боль проявляется только в определённый момент, например, когда мы касаемся чего-то слишком горячего или слишком острого. До сих пор никакие электронные технологии не могли реалистично имитировать это очень человеческое чувство боли. Но наша искусственная кожа мгновенно реагирует, когда давление, жара или холод достигают болезненного порога. И это важный шаг вперёд в будущем развитии сложных систем обратной связи, необходимых нам для создания действительно интеллектуальных протезов и интеллектуальной робототехники».
Рука-робот, покрытая «электронной кожей», может нагреваться от солнечных лучей и более чувствительна к прикосновениям, чем мы.
Материал, из которого она выполнена, — графен — углерод ультратонкой формы, толщиной всего в один атом, который однако прочнее стали. Он очень гибкий, электропроводящий и прозрачный, что делает его идеальным для сбора солнечной энергии и выработки энергии.
Область применения
Электронная кожа может использоваться для изготовления более гибких протезов для людей с ампутированными конечностями или создания роботов, у которых есть осязание.
Умные протезы могут воспроизводить многие механические свойства человеческих конечностей. Так, придание им ощущения прикосновения, напоминающего кожу, сделало бы их ещё более полезными для людей с ампутированными конечностями.
Первое упоминание о заменителе кожи было опубликовано в журнале Advanced Intelligent Systems.
Отмечается, что первый электрический протез, который восприимчив к боли, представляет собой комбинацию трёх прототипов устройств, ранее созданных командой.
Одним из них была структурная разработка, включающая растягивающуюся электронику, которая обеспечивала прочность материала, несмотря на то, что он был прозрачным и тонким.
Остальные представляли собой покрытия в 1000 раз тоньше человеческого волоса, реагирующие на тепло, и электронные ячейки памяти, имитирующие то, как мозг сохраняет предыдущую информацию о потенциальных опасностях.
Было изготовлено три прототипа, один из которых объединяет прототип датчика давления с растягиваемой электроникой и ячейками долговременной памяти, второй — объединяет датчик температуры с термореактивным покрытием и памятью. А третьему удалось интегрировать все три технологии.
Доктор философии Атаур Рахман сказал, что клетки памяти в каждом прототипе отвечают за возникновение реакции, когда давление, тепло или боль достигают установленного порога.
«По сути, мы создали первые электронные соматосенсоры, воспроизводящие ключевые особенности сложной системы нейронов, нервных путей и рецепторов организма, которые управляют нашим восприятием сенсорных стимулов», — сказал Рахман.
Он добавил, что «в то время, как некоторые существующие технологии используют электрические сигналы для имитации различных уровней боли, эти новые устройства могут реагировать на реальное механическое давление, температуру и боль и обеспечивать правильный электронный сигнал».
«Это означает, что наша искусственная кожа знает разницу между лёгким прикосновением пальца к булавке или случайным уколом ею — важное различие, которое никогда раньше не достигалось с помощью электроники», — подытожил он.
Читайте также:
Учёные создали электронную кожу, способную реагировать на боль точно так же, как и наша, человеческая. Об этом написала газета Daily Mail.
Способность к мгновенной и острой реакции на боль такой кожи долгое время изучалась учёными из Мельбурнского королевского технологического университета. Их главной целью было создать реалистичные протезы и улучшить кожные трансплантаты.
Ведущий исследователь профессор Мадху Бхаскаран в интервью изданию отметил, что данный прототип стал значительным шагом вперед в направлении биомедицинских технологий и интеллектуальной робототехники нового поколения.
«Кожа — самый большой сенсорный орган нашего тела со сложными функциями, предназначенными для отправки сигналов быстрого оповещения, когда что-то болит, — сказал профессор Бхаскаран.
— Мы всё время ощущаем вещи через кожу, но наша реакция на боль проявляется только в определённый момент, например, когда мы касаемся чего-то слишком горячего или слишком острого. До сих пор никакие электронные технологии не могли реалистично имитировать это очень человеческое чувство боли. Но наша искусственная кожа мгновенно реагирует, когда давление, жара или холод достигают болезненного порога. И это важный шаг вперёд в будущем развитии сложных систем обратной связи, необходимых нам для создания действительно интеллектуальных протезов и интеллектуальной робототехники».
Рука-робот, покрытая «электронной кожей», может нагреваться от солнечных лучей и более чувствительна к прикосновениям, чем мы.
Материал, из которого она выполнена, — графен — углерод ультратонкой формы, толщиной всего в один атом, который однако прочнее стали. Он очень гибкий, электропроводящий и прозрачный, что делает его идеальным для сбора солнечной энергии и выработки энергии.
Область применения
Электронная кожа может использоваться для изготовления более гибких протезов для людей с ампутированными конечностями или создания роботов, у которых есть осязание.
Умные протезы могут воспроизводить многие механические свойства человеческих конечностей. Так, придание им ощущения прикосновения, напоминающего кожу, сделало бы их ещё более полезными для людей с ампутированными конечностями.
Первое упоминание о заменителе кожи было опубликовано в журнале Advanced Intelligent Systems.
Отмечается, что первый электрический протез, который восприимчив к боли, представляет собой комбинацию трёх прототипов устройств, ранее созданных командой.
Одним из них была структурная разработка, включающая растягивающуюся электронику, которая обеспечивала прочность материала, несмотря на то, что он был прозрачным и тонким.
Остальные представляли собой покрытия в 1000 раз тоньше человеческого волоса, реагирующие на тепло, и электронные ячейки памяти, имитирующие то, как мозг сохраняет предыдущую информацию о потенциальных опасностях.
Было изготовлено три прототипа, один из которых объединяет прототип датчика давления с растягиваемой электроникой и ячейками долговременной памяти, второй — объединяет датчик температуры с термореактивным покрытием и памятью. А третьему удалось интегрировать все три технологии.
Доктор философии Атаур Рахман сказал, что клетки памяти в каждом прототипе отвечают за возникновение реакции, когда давление, тепло или боль достигают установленного порога.
«По сути, мы создали первые электронные соматосенсоры, воспроизводящие ключевые особенности сложной системы нейронов, нервных путей и рецепторов организма, которые управляют нашим восприятием сенсорных стимулов», — сказал Рахман.
Он добавил, что «в то время, как некоторые существующие технологии используют электрические сигналы для имитации различных уровней боли, эти новые устройства могут реагировать на реальное механическое давление, температуру и боль и обеспечивать правильный электронный сигнал».
«Это означает, что наша искусственная кожа знает разницу между лёгким прикосновением пальца к булавке или случайным уколом ею — важное различие, которое никогда раньше не достигалось с помощью электроники», — подытожил он.
Читайте также:
Источник - Русская весна
