新しい研究により、実際の皮膚と同じように痛みに反応できる新しい電子人工皮膚が作成されました。これは、補綴物を改善し、植皮の代替品を使用し、よりスマートなロボットを構築するための大きな開発になる可能性があります。

この新しいプロトタイプは、オーストラリアのメルボルンにあるRMIT大学の科学者とエンジニアのチームによって開発されました。それは本質的に、人間の皮膚が痛みに反応して感知する方法を模倣できる人間の皮膚の代替物です。それは、痛みや他の感覚に対して即座に(または人間が物事を感じるのと同じくらい即座に)反応し、神経が人間の脳に痛みの信号を送るのと同じ速度でこのデータを送ります。これは、次世代のインテリジェントロボティクスと生物医学技術に向けた大きな一歩として宣伝されています。 

それほど明白ではないかもしれませんが、私たちの皮膚は体の最大の感覚器官であり、必要に応じて水ぶくれの速さで痛みの信号を送るように装備されています。それは絶えず感知または感じている非常に複雑な器官ですが、私たちがあまりにも暑い、寒い、または非常に鋭いものに触れたときにのみ痛みの信号を発します。

新しいテクノロジーが新しい電子「皮膚」デバイスに道を譲る

技術の進歩により、科学者は電子信号とセンサーを使用して、人間の皮膚が痛みに反応する方法を現実的に再現できるようになりました。人工皮膚は、痛みを引き起こすほど極端な熱または寒さを感じたとき、または痛みを引き起こすほど十分に鋭いまたは重い圧力を感じたときに反応します。これは、複雑なフィードバックシステムの作成と改善が関係する正しい方向への大きな一歩です。次に、インテリジェントロボティクスとスマートプロテーゼも進歩します。

より多くのプロトタイプ?

RMITのチームは、痛みを感知できる人工皮膚だけでなく、圧力や温度の変化を感知したときにフィードバックを提供する伸縮性のある電子機器を使用するデバイスも作成しました。合計3つのプロトタイプが開発され、それぞれが皮膚の全体的なセンシング機能のいくつかの重要な機能を備えています。これらのオプションはすべて、それぞれの市場に投入するためにさらに開発する必要がありますが、その重要性を過小評価することはできません。伸縮性のある皮膚は、将来、火傷患者の植皮の代替として、または従来の方法が適切でなく、非侵襲的アプローチが機能する可能性がある場合に使用できる可能性があります。このような技術の統合の改善は、伸縮性や生物学的システムとの互換性など、皮膚の主要なコンポーネントがすでに処理されているため、科学者にとって克服すべき最大のハードルになります。

義腕と人工皮膚
痛みを感じることができる電子皮膚の導入により、義肢はよりスマートになる可能性があります。出典:Pixabay

電子スキンはどのように作られていますか?

このデバイスの仮特許が述べているように、電子スキンの開発に利用されている3つの基本的な技術があります。これらは:

  • 脳を模倣した記憶–電気を動力源とするメモリーセルは、人間の脳が長期記憶を使用して想起する方法をコピーし、以前に記録された情報を保存することができます
  • 伸縮性のある電子機器–生体適合性のあるシリコンと酸化物の材料を組み合わせて、紙のように薄くできる、壊れにくく、着用可能で、透明な電子機器を作成します。
  • 温度反応性コーティング–自己修飾するコーティングで、人間の髪の毛の最大1,000倍の薄さで、熱の変化に基づいて変形します

長期記憶セルと伸縮性のある電子機器を組み合わせて圧力センサーのプロトタイプを開発し、記憶と温度反応性コーティングが熱センサーを構成し、3つの主要なテクノロジーすべてを組み合わせて痛みセンサーを作成します。すべてのプロトタイプに含まれるメモリセルは、痛み、熱、または圧力が特定のレベルに達したときに応答をトリガーできるようにするコンポーネントです。

これらのセンサーは、最初の電子機器と呼ぶことができます 体細胞センサー、神経経路、受容体、ニューロンを含む人体の非常に複雑なシステムを複製して、感覚刺激として知られているものを構成します。さまざまなレベルの痛みを模倣するために開発されたいくつかの既存の試みと技術があります。この新しいデバイスは、痛みと温度、機械的圧力にリアルタイムで反応し、正しい反応を生成することができます。ナイフで刺されることと、安全ピンで軽く触れることの違いを知っています。これは、明らかな理由から、皮膚にとって非常に重要な品質です。

では、この新しい電子スキンについてどう思いますか?医療上の理由で人間に使用できるようになると思いますか?それとも、ロボットをより人間らしいものにするために使用されますか?以下のコメントであなたの考えを聞いてみたいです!