Nauji tyrimai sukūrė naują elektroninę dirbtinę odą, kuri gali reaguoti į skausmą taip pat, kaip ir tikra oda. Tai galėtų būti didžiulė pažanga tobulinant protezavimą, naudojant alternatyvas odos transplantatams ir kuriant protingesnius robotus.

Šį naują prototipą sukūrė mokslininkų ir inžinierių komanda iš RMIT universiteto Melburne, Australijoje. Tai iš esmės yra žmogaus odos alternatyva, galinti nukopijuoti žmogaus odos reakcijos į skausmą būdą. Jis nedelsdamas reaguoja (arba iš karto, kaip žmonės jaučia) į skausmą ir kitus pojūčius ir siunčia šiuos duomenis tokiu pat greičiu, kaip nervai siunčia skausmo signalus į žmogaus smegenis. Tai buvo įvardijama kaip didžiulis žingsnis link naujos kartos išmaniosios robotikos ir biomedicinos technologijų. 

Nors tai gali būti ne taip akivaizdu, mūsų oda yra didžiausias kūno jutimo organas, turintis galimybę siųsti skausmo signalus pūsliniu greičiu, kai to reikalaujama. Tai gana sudėtingas organas, kuris nuolatos jaučia ar jaučia, tačiau skausmo signalą skleidžia tik tada, kai liečiame kažką per karšto, šalto ar labai aštraus.

Nauja technologija suteikia kelią naujam elektroniniam „odos“ įrenginiui

Technologijų pažanga suteikė mokslininkams galimybę realiai pakartoti žmogaus odos reakciją į skausmą naudojant elektroninius signalus ir jutiklius. Dirbtinė oda reaguos, kai jaučia pakankamai stiprų karštį ar šaltį, kad sukeltų skausmą, arba pakankamai aštrus ar pakankamai sunkus slėgis, kad taip pat sukeltų skausmą. Tai didelis žingsnis teisinga linkme kuriant ir tobulinant sudėtingas grįžtamojo ryšio sistemas. Savo ruožtu pažangi robotika ir protingas protezavimas taip pat bus pažangūs.

Daugiau prototipų?

Nesustodami ties tik dirbtine oda, galinčia jausti skausmą, RMIT komanda taip pat sukūrė įrenginius, kuriuose naudojama tampri elektronika, kuri duos grįžtamąjį ryšį, kai pajus slėgio ar temperatūros pokyčius. Iš viso buvo sukurti trys prototipai, kurių kiekvienas turi keletą svarbių viso odos jutimo funkcijų savybių. Visus šiuos variantus reikės toliau tobulinti, kad jie patektų į atitinkamas rinkas, tačiau negalima jų nuvertinti. Ištempiama oda ateityje gali būti naudojama kaip alternatyva odos persodinimui nudegusiems pacientams arba kitaip, kai tradiciniai metodai gali būti netinkami ir gali veikti neinvazinis metodas. Tokios technologijos integravimo patobulinimai mokslininkams bus didžiausia kliūtis, kurią reikia įveikti, nes pagrindiniais odos komponentais, tokiais kaip tempiamumas ir suderinamumas su biologinėmis sistemomis, jau buvo pasirūpinta.

Protezuota ranka ir dirbtinė oda
Protezavimas galėtų tapti protingesnis, įvedus elektroninę odą, galinčią jausti skausmą. Šaltinis: Pixabay

Kaip gaminama elektroninė oda?

Kaip teigiama laikinajame šio prietaiso patente, elektroninei odai kurti naudojamos trys pagrindinės technologijos. Šitie yra:

  • Smegenys, imituojančios atmintį-atminties ląstelės, varomos elektros energija, gali nukopijuoti taip, kaip žmogaus smegenys prisimena naudodamos ilgalaikę atmintį, ir saugo anksčiau įrašytą informaciją
  • Įtempiama elektronika - kartu su biologiškai suderinamomis silicio ir oksido medžiagomis sukuriama nesulaužoma, dėvima ir skaidri elektronika, kuri gali būti plona kaip popierius
  • Temperatyviai reaguojančios dangos-savaime modifikuojamos dangos, kurios yra iki 1000 kartų plonesnės nei vieno žmogaus plauko ir virsta priklausomai nuo šilumos pokyčių

Ilgalaikės atminties elementai ir ištempiama elektronika sujungiami kuriant slėgio jutiklio prototipą, atminties ir temperatūros reaktyvios dangos sudaro šilumos jutiklį, o visos trys pagrindinės technologijos sujungiamos kartu, kad būtų sukurtas skausmo jutiklis. Atminties ląstelės, esančios visuose prototipuose, yra komponentas, leidžiantis joms sukelti atsaką, kai skausmas, karštis ar slėgis pasiekia tam tikrą lygį.

Šie jutikliai gali būti vadinami pačiu pirmuoju elektroniniu somatosensoriai, kurie dubliuoja nepaprastai sudėtingą žmogaus kūno sistemą, apimančią nervų kelius, receptorius ir neuronus, kad sudarytų tai, ką žinome kaip savo jutimo stimulus. Buvo atlikti kai kurie bandymai ir sukurtos technologijos, skirtos imituoti įvairius skausmo lygius, šis naujas prietaisas gali reaguoti realiu laiku į skausmą ir temperatūrą, mechaninį slėgį ir generuoti teisingą atsaką. Jis žino skirtumą tarp to, kad yra subadytas peiliu ir švelniai liečiamas su segtuku, o tai dėl akivaizdžių priežasčių yra nepaprastai svarbi odos savybė.

Taigi, ką manote apie šią naują elektroninę odą? Ar manote, kad jis kada nors pasieks tašką, kai jį bus galima naudoti žmonėms dėl medicininių priežasčių? O gal jis bus naudojamas robotams padaryti labiau panašiems į žmones? Mes norėtume išgirsti jūsų mintis toliau pateiktose pastabose!