Elektronska koža oponaša odgovor tijela na povratne informacije
Istraživači sa australijskog univerziteta RMIT razvili su prototip elektronske vještačke kože koja osjeća i reaguje na bol baš kao i ljudska koža.
Uređaj oponaša gotovo trenutni odgovor tijela na povratne informacije; na bolne senzacije može reagovati istom brzinom kojom se nervni signali prenose u mozak.
Voditelj istraživanja Madhu Bhaskaran kaže da je prototip osjetljivosti na bol značajan napredak prema sljedećoj generaciji biomedicinskih tehnologija i inteligentne robotike.
„Koža je najveći osjetni organ našeg tijela, sa složenim karakteristikama dizajniranim da šalju upozoravajuće signale za brzo reagovanje kad bilo što zaboli“, kaže ona. „Stalno osjećamo stvari kroz kožu, ali naša reakcija na bol započinje tek u određenom trenutku, kao kad dodirnemo nešto prevruće ili preoštro.
„Nijedna elektronska tehnologija do sada nije mogla realno oponašati taj vrlo ljudski osjećaj bola.“, tvrdi Madhu Bhaskaran.
Elektronsko istraživanje kože – objavljeno u časopisu Advanced Intelligent Systems i prijavljeno kao privremeni patent – kombinuje tri tehnologije koje je Bhaskaranov tim prethodno pokrenuo i patentirao:
- rastezljiva elektronika, koja kombinuje oksidne materijale sa biokompatibilnim silicijumom, dajući prozirnu, nelomljivu i nosivu elektroniku tanku poput naljepnice
- samo-modificirajući premazi 1000 puta tanji od ljudske kose, na bazi materijala koji se transformiše kao reakcija na toplinu
- ćelije elektronske memorije koje oponašaju način na koji mozak koristi dugoročnu memoriju za prisjećanje i zadržavanje prethodnih informacija.
Bhaskaran objašnjava da su rastezljiva elektronika sa svojstvima poput kože razvijena kako bi napravila senzore koji nadgledaju zdravlje i okolinu.
Aplikacije uključuju praćenje izloženosti UV zračenju na koži, otkrivanje prisustva opasnih gasova (zagađenje, toksični gasovi, cigaretni dim) i mjerenje biomarkera povezanih sa zdravljem i prehranom.
Vještačka koža uključuje tri različita tipa senzora – za dodir, temperaturu i bol
U osnovi razvoja tehnologije nalaze se napori za podršku ljudima koji imaju oštećenja kože od opekotina ili kalemljenja; za poboljšanje protetskih sučelja, na primjer jačanjem sposobnosti vještačkog ekstremiteta da precizno uhvati i osjeti izvore oštećenja; i za poboljšanje osjetljivosti ljudske kože kako bi se napravile pametne rukavice – one koje bi hirurgima dale bolji dodir, između ostalih aplikacija.
S toliko ljudske domišljatosti posvećene ublažavanju bolova, neobično je saznati o tehnološkom razvoju koji se fokusira na repliciranje osjetljivosti na bol.
„Razlog zbog kojeg želimo replicirati bol je izrada komponenata i uređaja koji pokazuju reakciju sličnu ljudskom tijelu“, kaže Bhaskaran. „Na primjer, osoba s protetskom rukom izrađenom od metala može je pritisnuti oštrom površinom i oštetiti.
„Kako ne postoje receptori za bol, oni ne shvaćaju štetu koju nanose. Realan odgovor nalik koži može protezu učiniti sličnijom prirodnom udu. “
Možda najzanimljivija komponenta elektronske kože je njen samo-modifikovani premaz izrađen od vanadij-dioksida. Izložen toploti, materijal mijenja kristalnu strukturu – i pretvara se iz elektronskog izolatora (blokirajuća struja) u električni vodič (postaje poput žice).
„Ova je samo-modifikacija prirodan i reverzibilan proces, jer nakon uklanjanja topline materijal prerađuje svoj kristal u svoje prvobitno stanje“, kaže Bhaskaran. „Ova tehnologija i materijal imaju energetske primjene, jer također blokiraju sve infracrveno zračenje, omogućavajući tehnologiju pametnih prozora za energetski efikasne zgrade.“
Rastezljiva elektronika brzo napreduje, a mnogi istraživački timovi širom svijeta – uključujući SAD, UK, Koreju i Singapur – razvijaju tehnologiju koja je osnova mnogih pametnih zakrpa i senzora za zdravlje i dobrobit.
(Cosmos Magazine)
