الرئيسية - المساحة الإخبارية - جلد اصطناعي جديد قادر على الإحساس والامتداد كالجلد الحقيقي

جلد اصطناعي جديد قادر على الإحساس والامتداد كالجلد الحقيقي

طور باحثون من الولايات المتحدة وجنوب كوريا مواد مطاطية تستطيع تحسس اللمس، الضغط والرطوبة، ومن الممكن استخدامها للإعطاء الأطراف الصناعية الإحساس.

اليوم، من الممكن التحكم ببعض الأطراف الاصطناعية، التي تتميز بتقنية حديثة، من قِبل صاحبها عبر الأعصاب، العضلات أو حتى الدماغ. وعلى الرغم من ذلك، لا توجد أي طريقة ليتعرف المستخدم على درجة حرارة الجسم، أو إحساس أن هذا الجسم قد يسقط من قبضة يدهم الاصطناعية.

قد تساعد المواد التي تستشعر الحرارة، الضغط والرطوبة على التغير بإضافة قدرات على الشعور والإحساس للأطراف الاصطناعية. طور فريق من الباحثون من كوريا والولايات المتحدة بوليمر Polymer مصمم لتقليد الخوص المطاطية والدقة العالية في الإحساس التي يتملكها الجلد الحقيقي.

وقد غُرِس البوليمر ضمن شبكة مكثفة من الحساسات المصنوعة من الذهب الرقيق بشكل فائق والسيلكون. يُرتب السيلكون، ذو البنية الهشة، كأشكال ذات اعوجاج متباين التي من الممكن استطالتها لتتسم بالخاصية المطاطية.

يتم العمل على تطوير الاستشعار المطاطي Stretchable Sensing منذ عدة سنوات. لكن هذه المواد الجديدة هي الأكثر حساسية إلى الآن، وذلك بوجود 400 حساس ضمن الميلي-متر المربع.

“إذا وضعت هذه الحساسات بدقة عالية عبر الإصبع، سوف تستطيع بذلك نقل نفس الشعور اللمسي الذي تنقله اليد الطبيعية إلى الدماغ،” يقول Roozbeh Ghaffari، الذي ساهم بشكلٍّ كبير إلى هذا البحث ويترأس قسم تطوير التقنيات المُتقدمة في الشركة الناشئة MC10، في كامبريدج، ماساتشوستس، حيث يعمل على تطوير المنتجات القابلة للارتداء المعتمدة على مواد مرنة حساسة.

أيضاً، قام الباحثون بضبط الحساسات للحصول على مدى الامتطاط اعتماداً على موقع تواجدها على اليد. استخدموا كاميرات “الالتقاط اللحظي Motion-Capture” لدراسة طريقة تحرك امتداد اليد الطبيعية، ومن ثم قاموا بتطبيق أشكال سيلكون متغايرة لمناطق مختلفة على الجلد الصناعي لتقبل هذا الامتداد.

stretchable.2x519

قطعة من نموذج أولي من الجلد الذكي المدمج بالحساسات، حيث يتم تمديده هنا بنسبة 20%

وأخيراً، وفي بذل جهود إضافية لجعل المواد تبدو أكثر واقعية، قاموا بإضافة طبقة من المحركات الميكانيكية Actuators لتدفئة المواد إلى درجة حرارة قريبة جداً إلى حرارة الجلد الإنساني.

ابتكار هذا الجلد الذكي يُعتبر أول قسم من التحدي في إضافة الإحساس على الأجهزة الصناعية. تكمن المشكلة الأكبر في ابتكار توصيلات دائمة وثابتة للأنظمة العصبية للإنسان، ذلك لتوصيل ما يتم إحساسه من الجهاز.

في عرض أولي لهذه التقنية، قام Dae-Hyeong Kim، الذي ترأس المشروع في جامعة سول، بتوصيل الجلد الذي إلى دماغ جرذ وتمكن من قياس التفاعلات في القشرة الحسية للحيوان إلى الإحساسات الواردة. لكن هذا لم يحدد إلى أي مدى شعر الجرذ بالحرارة، الضغط أو الرطوبة. “لنعرف النوع الدقيق للإحساسات، يجب علينا قيام التجارب على حيوانات أكبر، حيث سيكون هذا مركز عملنا في المستقبل”، كما قال Kim.

يوجد إلى الآن فرق واسع بين ما تستطيع المواد الجديدة أن تفعله وما تستطيع التقنيات الحالية نقله إلى الدماغ الإنساني، يقول Dustin Tyler، بروفيسور في الهندسة الطبية الحيوية، واختصاصي في التقنيات العصبي. “إثبات صحة هذه التقنية مثير جداً، لكن لا يزال هنالك الكثير من العمل لإظهار الثبات والأداء الضروريين لتحويل الجهاز إلى ذراعين صناعيتين قابلتين للاستخدام.” كما قال.

تم عرض، منذ فترة قصيرة، تقنية قادرة على إعادة الإحساس في إنسان، حيث قام Tyler وزملائه بتزويد شخص دون يدين بهذا النظام. يستطيع هذا الرجل التحكم في اليد بواسطة واجهة عضلات، ونقل 20 حساس في الذراع الصناعية معلومات شعورية إلى الرجل بواسطة قطب كهربائي موصول إلى عصب في الذراع. هذا سمح له، إذا التقط جسم ناعم مثل فاكهة الكرز، بإيقاف نفسه من سحق الفاكهة.

المصدر: MIT Technology Review

عن Michel Aractingi

Avatar
طالب هندسة كهرباء في جامعة البلمند

2 تعليقان

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

[هواوي ضد العالم] حظر جديد ضد قدرة الشركة على استخدام بطاقات الذواكر SD

لا يبدو أن الوضع سيتحسن بالنسبة لشركة هواوي الصينية فيما يتعلق بقرار حظر التعامل معها ...