naukawynalazki

Proteza, która wykryje dotyk, temperaturę i wilgotność

Skóra to największy organ ludzkiego ciała. Pełni wiele różnych ról, ma skomplikowaną budowę, a znajdujące się w niej receptory potrafią wykrywać temperaturę, nacisk czy wilgotność. Nic dziwnego, że stworzenie sztucznej skóry jest takim wyzwaniem. Ale pomimo tego udało się osiągnąć pewne postępy w tym zakresie. A naukowcy z Korei Południowej stworzyli nawet protezę pokrytą syntetyczną skórą.

W lipcu ubiegłego roku badacze z Instytutu Technologii Technion w Hajfie opracowali elastyczny materiał, który nie tylko wykrywa dotyk, ale także temperaturę oraz wilgotność. Naukowcy z Korei Południowej poszli krok dalej i stworzyli protezę dłoni, wyposażoną w podobną sztuczną skórę.

Syntetyczna skóra wykorzystana w ich protezie wykonana jest z przezroczystego polimeru o nazwie poli(dimetylosiloksan) (w skrócie PDMS), w którym zatopiono specjalne wstążki wykonane z krzemu. Wstążki te generują energię elektryczną podczas rozciągania, dzięki czemu stanowią one czujnik dotyku. W miejscach szczególnie istotnych, tak jak na przykład w opuszkach palców, znajduje się dużo więcej wstążek, co przekłada się na zwiększenie dokładności rozpoznawania dotyku. Jednocześnie wstążki te mogą wykrywać temperaturę. Inny zestaw czujników zatopionych polimerze odpowiada za wykrywanie wilgotności. Proteza, poza tym, że jest funkcjonalna i pokryta syntetyczną skórą, jest też podgrzewana do temperatury 36,6 stopni Celsjusza, by jeszcze bardziej przypominała prawdziwą rękę.

Południowokoreańscy naukowcy postanowili poddać zbudowaną przez siebie protezę szeregowi testów, do których należało, między innymi, pisanie na klawiaturze, trzymanie zimnych i ciepłych kubków, a nawet rozpoznawanie suchych i mokrych pieluch. Według opublikowanego przez nich w Nature Communications artykułu, wszystkie testy wypadły bardzo dobrze.

Choć jest to niewątpliwie kolejny krok w kierunku stworzenia protezy maksymalnie przypominającej prawdziwą kończynę, ale praca nie jest jeszcze zakończona. Zbudowane przez naukowców z Korei Południowej urządzenie co prawda działa, ale nie będzie funkcjonalne jeśli odczyty z jego czujników trzeba będzie sprawdzać na ekranie komputera. Niestety na przesyłanie tych danych do mózgu za pośrednictwem układu nerwowego trzeba będzie jeszcze poczekać – południowokoreański zespół co prawda osiągnął pewne sukcesy w łączeniu swojej sztucznej skóry z mózgiem podczas testów na szczurach, ale dotyczyły one tylko dotyku i osiągnięto je za pomocą metody, która może nie być bezpieczna w przypadku ludzi.

Zdjęcie: Kim et al/Nature Communications


podobne treści