ساخت نخستین پوست الکترونیکی با قابلیت شبیه‌سازی واکنش انسان‌ به درد

محققان استرالیایی موفق به ساخت نخستین پوست الکترونیکی جهان شدند که همانند بافت انسانی درد را به‌درستی تشخصی داده و واکنشی متناسب از خود نشان ‌می‌دهد. این موفقیت می‌تواند فناوری تولید پروتزهای مصنوعی و علم رباتیک را دستخوش تغییرات مثبتی کند.

تحقیق و توسعه در زمینه پوست الکترونیکی موضوع جدیدی نیست و از سال‌ها قبل متخصصان علم رباتیک تحقیقات گسترده‌ای در این زمینه انجام داده و نمونه‌های اولیه‌ی پوست الکترونیکی در آزمایشگاه‌های مختلف ساخته شده است.

محققان علم رباتیک تاکنون درباره‌ی قابلیت‌های مختلف پوست الکترونیکی اعم از قابلیت خم شدن، خاصیت کشسانی و خود ترمیم شوندگی تحقیق و بررسی کرده‌‌اند تا درنهایت محصولی مشابه پوست انسان یا حیوانات تولید کنند. یکی از ویژگی‌های مورد توجه تولید پوستی است که بتواند در مقابل شرایط مختلف واکنش‌هایی مشابه بافت جانداران زنده از خود نشان دهد.

در همین راستا، محققان استرالیایی موفق به تولید پوست الکترونیکی شده‌اند که نه تنها می‌تواند همانند بافت واقعی بدن انسان، حس‌ درد را تشخیص دهد، بلکه می‌تواند به محرک‌های دردناک واکنش متناسب نیز نشان دهد.

همان‌طور که سیگنال‌های عصبی می‌توانند احساس درد را به مغز منتقل کنند، پوست الکترونیکی نیز می‌تواند در برخورد با اشیا نوک تیز و برنده یا شرایطی که در معرض فشار و درد قرار می‌گیرد، این احساس دردناک را دریافت کرده و نسبت به آن واکنش نشان دهد. محققان استرالیایی مدعی هستند، پوست الکترونیکی در توانایی تشخیص احساس درد، عملکرد دقیقی دارد و حتی می‌تواند درد کم یا درد زیاد را نیز تشخیص دهد.

«دکتر آتور رحمان» از محققان ملبورنی در مورد پوست الکترونیکی جدید اعلام کرده است:

«ما موفق به تولید نخستین حسگرهای الکترونیکی سوماتوسنسور شدیم  که دقیقا عملکرد مشابه سیستم پیچیده نورون‌ها، مسیرهای عصبی و گیرنده‌های حسی بدن انسان را دارد و می‌تواند نسبت به محرک‌های حسی تحریک شود. درحالیکه برخی فناوری های موجود تنها قادر به تشخیص سطوح مختلف درد هستند، پوست الکترونیکی جدید می‌تواند درک درستی از فشار مکانیکی‌، دما و درد واقعی داشته و پاسخ الکترونیکی مناسبی از خود نشان دهد. این بدان معنا است که پوست مصنوعی جدید، تفاوت بین لمس آرام با انگشت و بریده شدن با چاقو را به‌خوبی تشخیص می‌دهد که پیش از این شاهد چنین قابلیت‌هایی در پوست‌های مصنوعی نبودیم.»

پوست مصنوعی جدید از ماده‌ الکترونیکی با قابلیت کشسانی سیلیکونی ساخته شده که ضخامتی در حد ضخامت چسب نواری داشته و همچنین دارای پوشش نازکی است که نسبت به تغییر دما و گرما از خود واکنش نشان می‌دهد. به‌علاوه، سلول های حافظه الکترونیکی پوست به‌گونه ای ساخته شده‌اند که به تقلید از نحوه ذخیره سازی اطلاعات مغز، می‌توانند اطلاعات را ذخیره کنند.

«پروفسور مدهو بهاسکاران» از محققان ارشد این پروژه معتقد است:

« ما همه چیز را از طریق پوست خودمان، احساس می کنیم. وقتی دست به چیزی داغ یا نوک‌تیز می‌زنیم در همان لحظه واکنش نشان می‌دهیم. پوست الکترونیکی جدید می‌تواند به وضعیت‌هایی همانند وارد آمدن فشار، گرما، سرما و درد واکنش نشان دهد. تاکنون هیچ‌ فناوری الکترونیکی موفق به چنین شبیه‌سازی نشده است.»

محققان درنظر دارند بافت‌های الکترونیکی مشابه پوست انسان تولید کنند تا ربات‌ها و پروتزهای مصنوعی نیز همانند انسان واقعی بتواند درد را در شرایط مختلف احساس کند. چنین فناوری‌های نوینی باعث می‌شود وقتی خطری ربات‌ها را تهدید می‌کند یا در معرض ابزارهای نوک تیز و برنده قراردارند، از خود واکنش متناسب نشان دهند. در نتیجه ربات‌ها و پروتزهای مصنوعی از ایمنی و دوام بالاتری برخوردار خواهند بود.

تحقیق در مورد پوست الکترونیکی که بتواند واکنش‌های حسی مشابه پوست بدن انسان از خود نشان دهد، گامی بزرگ در علم رباتیک، ساخت پروتزهای مصنوعی و دستگاه‌های پزشکی محسوب می‌شود.

بی‌شک تحقیقات در زمینه توسعه پوست مصنوعی در همین نقطه به پایان نخواهد رسید و محققان مسیری که آغاز کرده‌اند، ادامه می‌دهند تا شاهد پیشرفت‌های بیشتری در حوزه علم رباتیک و پروتزهای مصنوعی باشیم.