گروهی از پژوهشگران دانشکده مهندسی و فناوری اطلاعات در دانشگاه صنعتی سیدنی (UTS) یک حسگر زیستی جدید مبتنی بر کربن ساخته‌اند که به پوست صورت و سر می‌چسبد تا سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط مغز را تشخیص دهد. می‌توان این سیگنال‌ها را به دستوراتی برای کنترل سامانه‌های رباتیک ترجمه کرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

این حسگر زیستی که توسط پروفسور فرانچسکا یاکوپی و گروهش در دانشکده مهندسی و فناوری اطلاعات دانشگاه صنعتی سیدنی (UTS) ساخته شده است، به پوست صورت و سر می‌چسبد تا سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط مغز را تشخیص دهد. این سیگنال‌ها می‌توانند به دستوراتی برای کنترل سامانه‌های رباتیک مستقل ترجمه شوند.

این حسگر از گرافن اپیتاکسیال، چندین لایه از کربن بسیار نازک و قوی، ساخته شده است که مستقیماً روی یک بستر سیلیکون-کاربید رشد کرده است. نتیجه یک فناوری سنجش جدید بسیار مقیاس‌پذیر است که بر سه چالش اصلی حسگرهای زیستی مبتنی بر گرافن غلبه می‌کند: خوردگی، دوام و مقاومت در برابر تماس با پوست.

پروفسور یاکوپی می‌گوید: «ما توانسته‌ایم بهترین گرافن را که بسیار زیست سازگار و بسیار رسانا است، با بهترین فناوری سیلیکون ترکیب کنیم، که حسگر زیستی ما را برای استفاده بسیار انعطاف‌پذیر و قوی می‌کند.»

گرافن یک نانو ماده است که اغلب در توسعه حسگرهای زیستی استفاده می‌شود. با این حال، تا به امروز، بسیاری از این محصولات یکبار مصرف بوده‌اند و در تماس با عرق و سایر اشکال رطوبت روی پوست، مستعد لایه‌ لایه شدن هستند.

در مقابل، حسگر زیستی UTS را می‌توان برای دوره‌های طولانی استفاده کرد و چند بار مصرف هستند، حتی در محیط‌های بسیار شور. این نتیجه‌ای بی‌سابقه است.

افزون بر این، این حسگر به طور چشمگیری مقاومت در برابر تماس پوست را کاهش می‌دهد، جایی که تماس غیربهینه میان حسگر و پوست مانع از تشخیص سیگنال‌های الکتریکی از مغز می‌شود.

پروفسور یاکوپی می‌گوید: « هنگامی که حسگر ما روی پوست می‌نشیند، مقاومت تماس بهبود می‌یابد. با گذشت زمان، ما توانستیم بیش از ۷۵ درصد از مقاومت تماس اولیه را کاهش دهیم. این بدان معناست که سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط مغز را می‌توان به طور قابل اعتمادی ثبت و تقویت کرد. همچنین این حسگرها می‌توانند به طور قابل اعتماد در شرایط سخت استفاده شوند، در نتیجه پتانسیل آنها برای استفاده در رابط‌های مغز و ماشین افزایش می‌یابد.

این تحقیق بخشی از یک همکاری بزرگتر برای بررسی چگونگی استفاده از امواج مغزی برای فرماندهی و کنترل وسایل نقلیه خودران است. این کار مشارکتی میان پروفسور یاکوپی، که به خاطر کارش در فناوری نانو و مواد الکترونیکی در سطح بین‌المللی تحسین شده است، و پروفسور Chin-Teng Lin، پژوهشگر برجسته رابط‌های مغز و رایانه در دانشگاه سیدنی است. بودجه ۱٫۲ میلیون دلاری این پژوهش از مرکز نوآوری دفاعی تأمین شده است.

در صورت موفقیت این پژوهش، حسگرهای کوچک و سفارشی مبتنی بر گرافن تولید خواهد شد که پتانسیل کاربرد در محیط‌های دفاعی و فراتر از آن را دارند.

>> حسگرهای کوانتومی برای نسل آینده رابط های مغز و رایانه

>> رابط مغز و رایانه (BCI) چیست؟

منبع: uts.edu.au

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است».