Электронная кожа, которая выполняет те же сенсорные функции, что и человеческая кожа, может иметь большое значение для областей робототехники и медицинских устройств, и ученые сосредоточены не только на приятных вещах. Исследователям из Австралии удалось разработать искусственную кожу, которая реагирует на болезненные раздражители так же, как и настоящая кожа, что они считают важным шагом на пути к интеллектуальным машинам и протезированию.
Может показаться, что это не самая практичная цель, но исследователи уже довольно долгое время работают над созданием электронной кожи, которые позволят роботам и протезам чувствовать боль. Эти технологии могут позволить инвалидам узнать, берут ли они что-то острое или опасное, например, или могут сделать роботов более прочными, надежными и безопасными для людей, которые находятся рядом.
Исследователи из Королевского Мельбурнского технологического института Австралии (RMIT), стоящие за последним прорывом, считают, что они создали первое в своем роде устройство, которое может воспроизводить петлю обратной связи болезненных стимулов с беспрецедентной детализацией. Подобно тому, как нервные сигналы поступают в мозг с невероятной скоростью, чтобы сообщить ему, что мы столкнулись с чем-то острым или горячим, новая искусственная кожа делает это с большой эффективностью и способностью различать менее и более серьезные формы боли.
Прототип электронной кожи, разработанной в RMIT. Фото: RMIT.
«По сути, мы создали первые электронные соматосенсоры, воспроизводящие ключевые особенности сложной системы нейронов, нервных путей и рецепторов организма, которые управляют нашим восприятием сенсорных стимулов», - говорит исследователь, доктор Атаур Рахман. «В то время как некоторые существующие технологии использовали электрические сигналы для имитации различных уровней боли, эти новые устройства могут реагировать на реальное механическое давление, температуру и боль и обеспечивать правильный электронный отклик. Это означает, что наша искусственная кожа знает разницу между легким прикосновением пальца к булавке или случайным ударами ею по себе - важное отличие, которое никогда раньше не достигалось с помощью электроники».
Искусственная кожа фактически включает в себя три отдельные сенсорные технологии, над которыми работает команда. Она состоит из эластичного электронного материала, изготовленного из биосовместимого силикона, тонкого, как наклейка, термореактивных покрытий, которые трансформируются в ответ на нагрев, и электронных ячеек памяти, имитирующих способ хранения информации в мозгу.
Электронная кожа, разработанная в RMIT, однажды позволит робототехнике и протезам чувствовать боль. Фото: RMIT.
«Мы все время ощущаем предметы через кожу, но наша реакция на боль проявляется только в определенный момент, например, когда мы касаемся чего-то слишком горячего или слишком острого», - говорит ведущий исследователь, профессор Мадху Бхаскаран. «До сих пор никакие электронные технологии не могли реалистично имитировать это очень человеческое чувство боли. Наша искусственная кожа мгновенно реагирует, когда давление, жара или холод достигают болезненного порога. Это важный шаг вперед в будущем развитии сложных систем обратной связи, необходимых для создания действительно интеллектуальных протезов и интеллектуальной робототехники».
По мере дальнейшей работы команда представляет, что однажды электронная кожа также может быть использована в качестве опции для неинвазивных кожных трансплантатов.
«Нам необходимо дальнейшее развитие, чтобы интегрировать эту технологию в биомедицинские приложения, но основы - биосовместимость, растяжимость, напоминающая кожу, - уже есть», - говорит Бхаскаран.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Intelligent Systems.
Источник: New Atlas / RMIT
