ผิวเทียมใหม่ที่อบอุ่นและยืดหยุ่นเหมือนผิวจริงและเต็มไปด้วยเซ็นเซอร์หลายชนิดในวันหนึ่งอาจช่วยให้ผู้คนที่มีแขนขาเทียมได้สัมผัสกับการสัมผัสนักวิจัยกล่าว
ในการทดลองนักวิจัยลามิเนต "ผิวอิเล็กทรอนิกส์" -ผิวเทียมที่ฝังอยู่กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์- บนมือเทียม พวกเขาพบว่าผิวหนังสามารถอยู่รอดได้ในการทำงานที่ซับซ้อนเช่นมือจับคีย์บอร์ดแตะการจับเบสบอลถือเครื่องดื่มร้อนหรือเย็นสัมผัสผ้าอ้อมแห้งหรือเปียกและสัมผัสคนอื่น ๆ ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความอ่อนไหวตามที่คาดว่าจะกดดันการยืดอุณหภูมิและความชื้นจะประสบความสำเร็จในการถ่ายทอดข้อมูลอย่างรวดเร็วและน่าเชื่อถือนักวิจัยกล่าว
นักวิทยาศาสตร์รวมอุปกรณ์ทำความร้อนตลอดผิวเทียมที่อาจทำให้รู้สึกอบอุ่นเหมือนอุณหภูมิร่างกายของบุคคล ผิวหนังของมนุษย์มีความยืดหยุ่นนุ่มและอบอุ่นกล่าวว่า Dae-Hyeong Kim ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่าวิศวกรชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติโซลในเกาหลีใต้ “ อุปกรณ์ของเรามีคุณสมบัติดังกล่าว” คิมกล่าว -มนุษย์ไบโอนิค: เทคโนโลยี 10 อันดับแรก-
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากลุ่มวิจัยจำนวนมากทั่วโลกได้พัฒนาแขนและขาไบโอนิคซึ่งสามารถช่วยให้ผู้ป่วยเปลี่ยนแขนขาที่หายไปได้ นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีเชื่อมต่อสิ่งเหล่านี้มากขึ้นแขนขาไบโอนิคไปยังระบบประสาทของมนุษย์ซึ่งสามารถช่วยฟื้นฟูความรู้สึกของผู้ป่วยได้เช่นกัน
แต่การจำลองความสามารถทางประสาทสัมผัสของผิวจริงได้พิสูจน์แล้วว่าท้าทาย ความพยายามล่าสุดมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอัจฉริยะขาเทียมที่ฝังอยู่กับเซ็นเซอร์แต่เซ็นเซอร์เหล่านั้นถูก จำกัด ไม่ว่าจะเป็นความละเอียดอ่อนหรือข้อมูลเท่าใดที่พวกเขาสามารถวัดได้
ผิวใหม่มีความไวสูงเป็นพิเศษและสามารถรับรู้ข้อมูลที่หลากหลายเช่นข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิความชื้นการยืดและความดันนักวิจัยกล่าว มันสามารถช่วยนำไปสู่ "อุปกรณ์เทียมสำหรับผู้ป่วยที่สูญเสียแขนขาหรือผิวหนัง" คิมกล่าวเสริม
โดยทั่วไปมีสองปัจจัยที่มีผลต่อยูทิลิตี้ของเซ็นเซอร์: ความอ่อนไหวของพวกเขาและช่วงไดนามิกของพวกเขา - นั่นคือช่วงของข้อมูลที่พวกเขาสามารถวัดได้ “ ทั้งสอง [ปัจจัย] มีความสัมพันธ์ที่ชดเชยซึ่งกันและกัน - ความไวสูงมักจะส่งผลให้มีการวัดที่หลากหลาย” คิมบอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต
ปัญหาหนึ่งเกี่ยวกับความพยายามก่อนหน้านี้ในการสร้างเทียมที่ชาญฉลาดคือเซ็นเซอร์ที่ใช้นั้นแข็งหรือกึ่งยืดหยุ่นได้ดีที่สุด นี่หมายความว่าพวกเขาสามารถยืดหยุ่นได้เพียงจำนวนหนึ่งก่อนที่จะแตกหักดังนั้นจึง จำกัด ช่วงของการวัดที่พวกเขาสามารถทำได้
ในทางตรงกันข้ามผิวใหม่ใช้เซ็นเซอร์ที่ทำจากริบบิ้นซิลิกอนที่มีรูปร่างเหมือนงู รูปร่างนี้ช่วยให้เซ็นเซอร์ทนต่อความเครียดมากขึ้น - นั่นคือการยืด - โดยไม่ทำลายและช่วยให้พวกเขาวัดข้อมูลที่หลากหลาย
นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่าผิวเทียมสามารถยืดได้ในบางส่วนของร่างกายมากกว่าที่อื่น ๆ “ บางส่วนของมือยืดเพียงหลายเปอร์เซ็นต์ในขณะที่ส่วนอื่น ๆ [ยืด] มากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์” คิมกล่าว
ดังนั้นนักวิจัยจึงจับคู่คุณสมบัติของเซ็นเซอร์บนผิวอิเล็กทรอนิกส์กับจำนวนการยืดมันจะได้สัมผัสกับส่วนใดของร่างกายที่ครอบคลุม ตัวอย่างเช่นนักวิจัยทำให้ผิวเทียมมีความไวต่อพื้นที่มากขึ้นสำหรับพื้นที่ที่มีจุดประสงค์เพื่อครอบคลุมส่วนของมือที่ผิวหนังปกติไม่ยืดมาก แต่สำหรับผิวเทียมที่ครอบคลุมชิ้นส่วนที่ผิวจะยืดออกมากพวกเขามุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงช่วงของข้อมูลที่พวกเขาสามารถวัดได้
นอกจากนี้นักวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำให้ผิวเทียมของพวกเขารู้สึกเหมือนผิวจริง “ ความรู้สึกของแขนเทียมหรือขาเทียมต่อคนอื่น ๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์กับผู้สวมใส่อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอีกจุดสำคัญที่ควรพิจารณา” คิมกล่าว
นักวิทยาศาสตร์ยังรวมผิวอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขาเข้ากับขั้วไฟฟ้าแพลตตินัมที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งจะกระตุ้นให้เส้นประสาทถ่ายทอดข้อมูลเซ็นเซอร์ไปยังสมอง อิเล็กโทรดเหล่านี้ถูกเคลือบด้วยอนุภาคกล้องจุลทรรศน์ของซีเรียมออกไซด์เพื่อช่วยควบคุมการอักเสบที่ขั้วไฟฟ้าดังกล่าวสามารถกระตุ้นในร่างกาย ในการทดลองกับหนูนักวิจัยแสดงให้เห็นว่าอาร์เรย์อิเล็กโทรดนี้สามารถส่งข้อมูลเกี่ยวกับความดันของการสัมผัสกับสมอง
อย่างไรก็ตามยังมีข้อกังวลด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับอิเล็กโทรดนี้เช่นความเป็นไปได้ที่ขั้วไฟฟ้าที่แตกหักสามารถเข้าสู่กระแสเลือดและก่อให้เกิดความเสียหายนักวิจัยกล่าว
ในอนาคตนักวิทยาศาสตร์หวังที่จะทำการทดลองสัตว์มากขึ้นของอุปกรณ์ของพวกเขา พวกเขาให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาออนไลน์ 9 ธันวาคมในวารสาร Nature Communications
ติดตามวิทยาศาสตร์สด@livescience-Facebook-Google+-เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
