Nova fleksibilna veštačka koža može osetiti pritisak, temperaturu i vlažnost

Istraživači u Koreji i SAD-u razvili su prvu realističnu rastegljivu veštačku kožu, koja može uzima informacije iz svoje okoline i prenesi poruke nazad u nervni sistem osobe koja je nosi. Napravljena od fleksibilne plastike koji sadrži niz ultra tankih zlatnih i silikonskih senzora, ova nova koža može reći svom „nosiocu“ da li drži toplo ili hladno piće, da li dodiruje nešto suvo, vlažno, meko, ili tvrdo.

Prostetske udovi su dosta razvijeni u poslednjih nekoliko godina. Pre samo nekoliko meseci, istraživači u Švedskoj su najavili da su stvorili prvi protezu ruku koju mogu direktno priključiti pacijentu na kostiju, nerve i mišiće, a da pretvara njihove misli u aktivnosti. Drugi tim je stvorio samo-izlečivu prostetsku kožu, a drugi je uspeo da njihove proteze budu 1.000 puta više senzibilnije nego stvarna ljudska koža. Ali u svim ovim slučajevima, ne postoji način da pacijent zna da li drži nešto što je neverovatno vruće, ili ako će ispustiti nešto jer nemaju odgovarajuću kontrolu nad njim.

Dakle istraživači koje predvodi Dae-Hjeong Kim iz Nacionalnog univerziteta u Seulu razvili su veštački napravljenu kožu, od rastegljivog, transparentnog silikonskog materijala pod nazivom polidimetilsiloksana (PDMS), koji se mogu omotati oko prostetičkih udova.

Ona ima 400 senzora po kvadratnom milimetru, koje proizvode električne signale kada su istegnuti ili spljeskani i mogu osetiti temperaturu svega šta dodirnu. Takođe sadrži senzore pričvršćene uređajima koji se zovu kondenzatori, koja upijaju vlagu i zatim se izmeri koliko utiče na sposobnost materijala da čuva električni naboj. Ovo merenje se potom koristi za trenutno utvrđivanje nivoa vlage kada veštačka koža dođe u dodir sa.

I kako su testirali ovo? Korišćenjem mokrih i suvih pelene, naravno:

Kim et al./Nature Communications

Materijal je toliko pametan, njegovi senzori se mogu programirati da dozvoljava određeni stepen pastezanja prema postavljenoj protezi. Prema Talbotu, tim je koristio kamere za brzo snimanje da shvati kako se prava šaka pokreće i kožu koja se rasteže i shodno tome prilagodili veštačku kožu. Dakle, u oblasti koje ne treba mnogo istezanja, oko prstiju, tim se fokusira na postavljanje materijala sa puno senzora.

"Ako imate ove senzore sa visokom rezolucijom na prstima, možete imati isti taktilni dodir koji bi normalna ruka prenela do mozga," kaže jedan član tima, Rozbeh Gafari. Ovi senzori se zovu zovu MC10 i oni su iz američke start-up tehnologije, rekao je Dejvid Talbot za MIT Tehnološki Pregled.

Ali u drugim oblastima kojima je potrebno više fleksibilnosti, kao što su vrhovi prstiju i dlanovi, tim je projektovao da materijal ima prostora da se rastegne i proširi do 16 odsto.

Objavljeno, tim kaže da su takođe napravili da koža izgleda realno, tako što su montirali grejne uređaje da bude topla na dodir. "Da proteze i veštačka koža izgledali realno, njihova temperatura mora se kontrolisati da odgovara ljudskom telu,".

Odlično je za kožu da dodiruje razne stvari, ali je beskorisno ako ne se može uklopiti u nervni sistem osobe koja je nosi i da joj penosi informacije o tome. Ovo je sledeći korak tima u istraživanju, kao što je objasnio Dejvid Talbot za MIT Tehnološki Pregled:

"U demonstraciji takvog interfejsa, Dae-Hjeong Kimpovezao je pametnu kožu za mozga pacova i bio je u stanju da izmeri reakcije u čulnom korteksa životinje. Ovo međutim nije pokazalo da li, i u kojoj meri , je  pacov osecao toplotu, pritisak, ili vlagu. "

"Da kažem razlikuje osećaje", rekao je Kim, "moramo da se pređemo na veće životinje, koja bi bila naš budući posao."

Izvor: Science Alert, MIT Technology Review