Электронная кожа, способная выполнять те же сенсорные функции, что и человеческая, может оказаться очень полезной для робототехники и медицинских устройств. Но не все полезные функции приятны. Ученым Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) впервые удалось разработать искусственную кожу, которая имитирует работу рецепторов боли и реагирует на болезненные раздражители так же, как это делает настоящая кожа.
Реалистичная боль
По словам разработчиков, это первое в своем роде устройство, которое имитирует обратную связь от болевых рецепторов со столь беспрецедентной точностью. Скорость болевых сигналов от искусственной кожи не уступает скорости реальных нервных импульсов. Но при этом искусственная кожа позволяет очень точно различать степень болевых ощущений.
“По сути, мы создали первые электронные соматосенсоры, воспроизводящие ключевые особенности сложной системы нейронов, нервных путей и рецепторов организма, управляющих нашим восприятием. Хотя некоторые существующие технологии уже использовали электрические сигналы для имитации различных уровней боли, наше новое устройство может реагировать на реальное механическое давление, температуру и повреждения и обеспечивать правильный электронный ответ. Это означает, что наша искусственная кожа знает разницу между мягким касанием или ударом. Это критически важное отличие, которое ранее никогда не воспроизводилось в электронном виде”, - говорит доктор медицинских наук Атаур Рахман.
Три в одном
Искусственная кожа включает в себя три отдельные сенсорные технологии, над которыми работала команда. Первая технология - растягивающийся электронный материал из тончайшего биосовместимого силикона. Вторая - термореактивное покрытие, реагирующее на тепло. Третья - электронные ячейки памяти, имитирующие то, как мозг хранит информацию.
“Мы все время ощущаем воздействие на кожу, но болевая реакция срабатывает только в определенный момент. Например, когда мы трогаем что-то слишком горячее или слишком острое. До сих пор никакие электронные технологии не могли реалистично имитировать это чувство боли. Но наша искусственная кожа реагирует мгновенно, когда давление, тепло или холод достигают болезненного порога. Это важный шаг вперед для разработки сложных систем обратной связи, которые необходимы для создания по-настоящему умных протезов и интеллектуальной робототехники”, - говорит ведущий автор разработки, профессор Мадху Бхаскаран.
В дальнейшем команда планирует сделать так, чтобы электронная кожа могла использоваться в качестве неинвазивного кожного трансплантата. То есть, в случае серьезной травмы человек сможет временно установить себе фрагмент электронной кожи, которая не будет уступать по чувствительности коже настоящей. По словам профессора Бхаскарана, для такого применения технология нуждается в некоторой доработке. Но базовыми необходимыми свойствами, вроде биосовместимости и эластичности, она уже обладает.
Подробнее об изобретении можно прочитать в журнале Advanced Intelligent Systems.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
