211service.com
Mākslīgā āda, kas jūt un stiepjas kā īstā lieta
Dažas augsto tehnoloģiju ekstremitāšu protēzes var kontrolēt to īpašnieki, izmantojot nervus, muskuļus vai pat smadzenes. Tomēr lietotājam nav iespējas noteikt, vai priekšmets ir applaucēšanās karsts vai gatavojas izslīdēt no piedēkļa tvēriena.
Šis ar elektroniku piekrauts cimds ir veidots no materiālu slāņiem ar elastīgiem zelta un silīcija sensoriem.
Materiāli, kas nosaka siltumu, spiedienu un mitrumu, varētu palīdzēt to mainīt, pievienojot protezēšanai sensorās iespējas. Korejas un ASV pētnieku grupa tagad ir izstrādājusi polimēru, kas paredzēts, lai atdarinātu īstas ādas elastīgās un augstas izšķirtspējas sensorās spējas.
Polimērs ir piepildīts ar blīviem sensoru tīkliem, kas izgatavoti no īpaši plāna zelta un silīcija. Parasti trauslais silīcijs ir konfigurēts serpentīna formās, kas var izstiepties, lai nodrošinātu elastību. Sīkāka informācija par darbu tiek publicēta šodien žurnālā Dabas sakari .
Izstiepjamie sensori ir izstrādāti jau gadiem ilgi (skatiet sadaļu Stretchable Silicon un Making Stretchable Electronics). Taču šis ir pagaidām visjutīgākais materiāls ar pat 400 sensoriem uz kvadrātmilimetru.
Ja jums ir šie sensori ar augstu izšķirtspēju pāri pirkstam, jūs varat dot tādu pašu taustes pieskārienu, kādu parastā roka nodotu smadzenēm, saka Roozbeh Ghaffari, kurš piedalījās pētniecībā un vada progresīvu tehnoloģiju izstrādi MC10 , jaunuzņēmums Kembridžā, Masačūsetsā, izstrādājot valkājamus produktus, kuru pamatā ir elastīgi, ar sensoru piekrauti materiāli.
Turklāt pētnieki noregulēja sensorus, lai tiem būtu pareizi stiepšanās diapazoni atkarībā no tā, kur tie atrodas. Viņi izmantoja kustības uztveršanas kameras, lai izpētītu, kā īsta roka kustas un stiepjas, un pēc tam uzlika dažādas silīcija formas dažādiem protēžu ādas punktiem, lai pielāgotos šai stiepjamībai.
Tiek parādīts, ka daļa no viedās ādas prototipa ar integrētiem sensoriem ir izstiepta par 20 procentiem.
Visbeidzot, cenšoties padarīt materiālus reālistiskākus, viņi pievienoja izpildmehānismu slāni, kas to sasilda līdz aptuveni tādai pašai temperatūrai kā cilvēka āda.
Jaunā viedā āda risina tikai vienu daļu no izaicinājuma, piešķirot protezēšanas ierīcēm sajūtu. Lielākā problēma ir radīt izturīgus un stabilus savienojumus ar cilvēka nervu sistēmu, lai lietotājs varētu sajust to, kas tiek sajusts.
Neapstrādātā šādas saskarnes demonstrācijā Dae-Hyeong Kim, kurš vadīja projektu Seulas Nacionālajā universitātē, savienoja viedo ādu ar žurkas smadzenēm un varēja izmērīt reakcijas dzīvnieka maņu garozā uz maņu ievadi. Tomēr tas neparādīja, vai un cik lielā mērā žurka juta siltumu, spiedienu vai mitrumu. Lai pateiktu precīzu sajūtu veidu, Kima saka, mums ir jāpāriet uz lielākiem dzīvniekiem, kas būtu mūsu turpmākais darbs.
Joprojām ir liela plaisa starp to, ko var paveikt jaunie materiāli, un to, ko esošās saskarnes faktiski var nodot cilvēka smadzenēm, saka Dastins Tailers , Case Western Reserve universitātes biomedicīnas inženierijas profesors un neironu saskarņu eksperts. Viņš saka, ka šī koncepcijas pierādījuma demonstrācija ir interesanta, taču vēl ir daudz smaga darba, lai parādītu robustumu un veiktspēju, kas nepieciešama, lai šo ierīci pārvērstu par lietojamām roku protēzēm.
Tikai nesen tika demonstrēta saskarne, kas spēj atjaunot cilvēka sajūtu, kad Tailers un kolēģi aprīkoja ar šādu sistēmu Klīvlendas apgabala vīrieti, kurš zaudēja roku (sk. Mākslīgā roka ar īstu sajūtu). Vīrietis varēja kontrolēt roku, izmantojot muskuļu saskarni, un aptuveni 20 sensori uz protēzes rokas pārraidīja viņam sensoro informāciju caur elektrodu, kas piestiprināts pie nerva viņa rokas celmā. Tas viņam ļāva uzzināt, vai viņš ir paņēmis kaut ko mīkstu, piemēram, ķiršu, un atturēties no augļu sasmalcināšanas.