معرفی نویسنده

مریم رفیعی پور

دانشجوی ارشد رشته بیوانفورماتیک( دانشگاه تربیت مدرس)

پوست الکترونیکی جدید می‌تواند مانند پوست انسان در برابر درد واکنش نشان دهد

پوست الکترونیکی جدید می‌تواند مانند پوست انسان در برابر درد واکنش نشان دهد

محققان، پوست مصنوعی الکترونیکی ساخته‌اند که دقیقاً مانند پوست واقعی به درد واکنش نشان می‌دهد و راه را برای ساخت پروتزهای بهتر، ربات هوشمندتر و گزینه‌های غیرتهاجمی برای پیوند پوست باز می‌کند. نمونه‌ی اولیه این دستگاه توسط تیمی از دانشگاه RMIT در ملبورن استرالیا، ساخته شده‌است و می‌تواند به صورت الکترونیکی احساس درد را در پوست انسان انتشار دهد. این دستگاه پاسخ بازخوردی در لحظه و شبیه به بدن را تقلید می‌کند و می‌تواند با همان سرعت سیگنال‌های عصبی، به احساس درد واکنش نشان دهد.

سرپرست این تیم تحقیقاتی گفت: ساخت نمونه اولیه پوست مصنوعی با این خصوصیات پیشرفت چشمگیری به سمت فناوری‌های زیست پزشکی نسل جدید و ساخت ربات هوشمند است. پوست بزرگترین اندام حسی بدن ماست که ویژگی‌های پیچیده‌ای دارد و هنگام آسیب به سرعت سیگنال‌های هشدار ایجاد می‌کند. ما همه چیز را از طریق پوست حس می‌کنیم اما پاسخ ما به درد فقط از یک نقطه خاص شروع می‌شود، مانند وقتی که یک شی خیلی گرم یا خیلی تیز را لمس می‌کنیم. تاکنون هیچ فناوری الکترونیکی نتوانسته احساس درد را تقلید کند. اما زمانی که این پوست مصنوعی به آستانه تحمل گرما یا سرما می‌رسد بلافاصله واکنش نشان می‌دهد. این یک گام مهم و رو به جلو در توسعه سیستم‌های بازخورد پیچیده است که ما باید پروتزهای هوشمند و ربات‌های هوشمند را به آن تجهیز کنیم.

تیم تحقیقاتی در نمونه اولیه، دستگاه‌هایی را با استفاده از الکترونیک کشسان تولید کرده‌اند که می‌تواند تغییرات دما و فشار را حس کند و به آن‌ها پاسخ دهد. در آینده با توسعه بیشتر این فناوری، پوست مصنوعی قابل انعطاف می‌تواند گزینه‌ای برای پیوندهای پوستی غیرتهاجمی باشد.­­­ برای استفاده ازاین فناوری در برنامه‌های زیست پزشکی به توسعه بیشتری نیاز است اما دراین نمونه اصول اولیه سازگاری زیستی و قابلیت کشش وجود دارد.

چگونه پوست الکترونیکی بسازیم؟
 

پوست مصنوعی ساخته شده توسط این تیم تحقیقاتی به عنوان یک اختراع ثبت شده‌است و ترکیبی از سه فناوری است که قبلاً ثبت شده بودند:

الکترونیک کشسان: ترکیب مواد اکسید با سیلیکون زیست سازگار برای ارائه دستگاه الکترونیکی شفاف، نشکن و پوشیدنی به نازکی یک برچسب.

پوشش های واکنش پذیر به دما: پوشش‌های خود اصلاح کننده که 1000 برابر نازک‌تر از موی انسان هستند و ساخته شده از ماده‌ای که در پاسخ به گرما تغییر شکل می‌دهند.

حافظه تقلید از مغز: سلول‌های حافظه الکترونیکی که از روش مغز برای یادآوری و حفظ اطلاعات قبلی استفاده می‌کنند.

نمونه اولیه، سنسور فشار الکترونیکی قابل کشش و سلول‌های حافظه طولانی مدت را ترکیب می‌کند؛ سنسور گرما، پوشش‌های واکنش پذیر به دما و حافظه را با هم جمع می‌کند، در حالی که سنسور درد هر سه فناوری را با هم ادغام می‌کند.

یکی از محققان این مطالعه گفته‌است: هنگامی كه فشار، گرما يا درد به آستانه تعيين شده برسد، سلول‌های حافظه باعث ايجاد پاسخ می‌شوند. ما در اصل برای اولین بار حسگرهای الکترونیکی ساخته‌ایم که ویژگی‌های اصلی سیستم پیچیده نورون‌ها، مسیرهای عصبی و گیرنده‌های بدن را دارند. در حالی که برخی از فناوری های موجود از سیگنال‌های الکتریکی برای تقلید سطوح مختلف درد استفاده کرده‌اند، این دستگاه‌های جدید می‌توانند در برابر فشار مکانیکی، دما و درد واکنش نشان دهند و پاسخ الکترونیکی مناسبی بدهند. این بدان معنی است که پوست مصنوعی ما تفاوت بین لمس آرام یا بریده شدن با چاقو را می‌داند. یک تمایز مهم که قبلاً به صورت الکترونیکی حاصل نشده‌بود.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200901085258.htm

لینک مقاله:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aisy.202000094

 

کلید واژه ها: #پوست مصنوعی #پیوند پوست #پوست الکترونیکی #کدکول #بیوانفورماتیک

telegram