Az elmúlt évben az orvosok és a mérnökök nagy sikereket értek el abban, hogy amputázaikat jól kontrollálható protézis végtagokkal látják el. Például a DEKA "Luke Arm" elegendő pontosságot ad a viselőjének a pálcikaval való étkezés érdekében - ez egyben az első bionikus kar, amelyet az FDA jóváhagyott.
kapcsolodo tartalom
- Ez a mesterséges idegi hálózat abszurd abszorpciós vonalakat generál
De a kommunikáció ezekkel a mesterséges végtagokkal egyirányú utca. A felhasználók ellenőrizhetik a karokat, a kezeket és a lábaikat a meglévő idegekkel és izmokkal való gondosan megtervezett összeköttetések révén, de nem kapnak kész visszajelzést a mesterséges végtagról, ahogyan az valódi bőrön keresztül történik. Ez azt jelenti, hogy nem tudják, mikor van valami forró, rendkívül finom vagy hamarosan ki fog csúszni a fogásukból.
A hét elején a szöuli nemzeti egyetem és a cambridge-i, a massachusettsi székhelyű hordozható startup MC10 kutatói bemutatták megoldásukat: érzékelővel megterhelt polimert, amelynek célja az igazi emberi bőr nyújtása és érzése, amely fedezheti a protetikai eszközöket, és érzelmeit adva viselőinek. a jövőben. A Dae-Hyeong Kim vezetésével készített kutatás a Nature Communications folyóiratban jelent meg.
A legfontosabb újítás itt a rugalmasság - mind a fizikai ügyesség, mind az érzékenység szempontjából. Az előző erőfeszítések során alkalmazott érzékelőkkel ellentétben a Kim-k képesek mozgatni és nyújtani, mint a bőr. Az elasztomernek nevezett polimerbe ágyazott vékony arany- és szilikoncsíkok legfeljebb 400 érzékelőt képeznek négyzet milliméterenként. A szalagok rácsba vannak szövve, amely lehetővé teszi az anyag nyújtását, minimális törési kockázattal. A nyújtható elektródák hálózata az idegeket szimulálja. Az érzékelők együttesen érzékelik a hőmérsékletet, páratartalmat, nyomást és fizikai terhelést.
Az anyag nem minden része húzódik egyenlően, mivel a kutatók a test rugalmasságát a test egészében rejlő variációkkal akarták illeszteni. "A kéz egyes részei csak néhány százalékot nyújtanak, mások pedig több mint 20 százalékot nyújtanak" - magyarázta Kim a LiveScience-nek . Ugyanakkor a test különböző területein többé-kevésbé hajlítanak; például a térd feletti bőr rugalmasabb, mint a kézé. A polimerben található kis melegítők melegen adják az emberi bőrnek.
Szövött kialakításának köszönhetően az új, intelligens bőr könnyedén meghajolhat. (Udvariasság Kim, et al., Nature Communications) Miközben a projekt bátorító, a szakértők szerint ez még messze nem valósítható meg. „Ez a koncepciómegmutatás érdekes, ám még mindig sok kemény munka van, hogy megmutassuk a robusztusságot és a teljesítményt, amely ahhoz szükséges, hogy ezt az eszközt használható protézisekké alakítsuk át” - mondta Dustin Tyler, a Case Western Reserve orvosbiológiai mérnökének professzora. A neurális interfészekre szakosodott egyetem mondta a MIT Technology Review-nak .
Pontosabban, a csapatnak kitalálnia kell egy módját, amellyel a bőrt az ember központi idegrendszeréhez kapcsolhatja, lehetővé téve számára, hogy megtapasztalja az általa biztosított érzéseket. A prototípus kölcsönhatásba lép egy patkány idegrendszerével egy sor olyan platina nanokrost segítségével, amelyet a gyulladás megelőzése érdekében kezelnek. A kutatók eddig sikeresen bebizonyították, hogy a bőr kiválthatja egy patkány szenzoros kérgét, de nem tudják megmondani, hogy mely érzékszervek indítják el őket. A következőkben nagyobb állatokon kell tesztelniük, mielőtt az emberi kísérletekbe kezdenének.
Kim munkájának fogalmi lábát felöleli a korábbi erőfeszítések, amelyek általában egy értelemből adódnak egy időben. Például tavaly Tyler és a Cleveland Veteránügyi Orvosi Központ munkatársai a protézis kézben lévő 20 érzékelőn keresztül képesek voltak közvetíteni a tapintás érzését az eszköznek az idegkötegekhez történő csatlakoztatásával. És ez év elején a Svájci Szövetségi Technológiai Intézet kutatói hasonló módszert alkalmaztak, hogy az amputált személy megkülönböztesse a tárgyak alakját érintéssel. Eközben a Northwestern University egy csoportja sikeresen átadta a hőmérséklet és a rezgés érzéseit azzal, hogy a meglévő izmokat szenzoros erősítőként használja.
Kim és csapata szabadalmazta meg a tervüket, ám ezen a ponton nincs határidő a műbőr nyilvánosság számára történő kiadására.
