پوست مصنوعی با توانایی درک درد و حس لامسه یک هدف پژوهشی برای مهندسانی است که بر روی بهبود فناوری پروتز کار می‌کنند. یکی از چیزهایی که موجب می‌شود بسیاری از این پوست‌های الکترونیکی غیر عملی باشد، سیم کشی پیچیده برای کار مستقل صدها یا هزاران حسگر است. مسئله دیگر این است که با افزایش قطعات الکترونیکی، سیگنال‌های بیشتری باید در لحظه پردازش شوند.

پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور یک پوست الکترونیکی ایجاد کرده‌اند که در طراحی آن تنها از یک سیم استفاده شده است. پوست الکترونیکی این گروه با نام پوست الکترونیکی کد شده ناهمگام (ACES) یک نوع سیستم عصبی مصنوعی است که می‌تواند به دستگاه‌های دیگر، از جمله پروتزها، فناوری‌های پوشیدنی و وسایل کمکی متصل شود. برای آشنایی بیشتر با این پوست الکترونیکی با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

گروهی از دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور موفق به ایجاد یک پوست مصنوعی الکترونیکی شده‌اند که عملکرد پوست انسان را شبیه‌سازی می‌کند. پوست الکترونیکی جدید می‌تواند طیف وسیعی از محرک‌های لمسی همچون دما، فشار و یا لغزش جسم را در یک هزارم میلی ثانیه با دقت و سرعت بسیار تشخیص دهد. در صورت آسیب بخشی از این پوست بخش‌های دیگر به درستی کار خود را انجام می‌دهند و در کار آنها خللی بوجود نمی‌آید.

دیگر پیشرفت‌ها در زمینه پوست الکترونیکی

گرچه این پیشرفت بسیار تأثیرگذار است، پیشرفت‌های دیگری نیز پیش از این انجام شده است. در واقع، پژوهشگران دیگری در دانشگاه ملی سنگاپور اخیراً نوعی پوست منعطف و خود ترمیم شونده با الهام از عروس دریایی توسعه دادند.

همچنین پژوهش‌های پیشین از نوعی پوست الکترونیکی حساس به لمس خبر دادند که از حسگرهای بسیاری ساخته شده است. این امر منجر به پاسخ آهسته و نیاز به شبکه‌های سیم‌کشی پیچیده دارد. این نوع پوست پس از آسیب فیزیکی با چالش‌های بسیاری روبه‌رو است.

وانگ وی لی (Wang Wei Lee) و گروهش موفق به ایجاد فناوری جدیدی با نام «پوست الکترونیکی کد شده ناهمگام» (ACES) شدند. این فناوری نوآورانه قادر است اطلاعات بیش از ۱۰،۰۰۰ حسگر را به صورت همزمان و با دقت و وضوح بالا انتقال دهد. در ACES همه حسگرها بوسیله یک سیم پیوسته اطلاعات را منتقل می‌کنند هنگامی که برخی حسگرها در داخل شبکه آسیب ببینند یا قطع شوند، حسگرهای باقیمانده می‌توانند وظیفه خود را به درستی انجام دهند.

نمونه‌ای دیگر از فناوری‌های الهام گرفته از طبیعت

این گروه به طور ویژه از طبیعت برای پوست مصنوعی جدید خود الهام گرفته‌اند. آنها با تقلید از سیستم عصبی انسان،  به راهکاری جالب برای پوست الکترونیکی دست یافتند. پژوهشگران ادعا کرده‌اند که سامانه آنها ۱۰۰۰ برابر سریعتر از سیستم عصبی انسان است. این پوست الکترونیکی می‌تواند در حدود ۱۰ میلی ثانیه شکل و بافت هر شیئی را تشخیص دهد.

هر حسگر تعبیه شده قادر به انتقال اطلاعات حسی به صورت ناهمگام در یک الگوی پالس است. همه این‌ها در عرض یک میلی ثانیه اتفاق می‌افتد که قابل مقایسه با پتانسیل عمل بیولوژیکی است. در عرض یک میلی ثانیه (مشابه پتانسیل عمل زیستی)، هر حسگر می‌تواند اطلاعات حسی را به صورت ناهمگام در یک الگوی پالس منحصر به هر حسگر انتقال دهد. نویسندگان معتقدند طراحی کلی آنها به حسگرها اجازه می‌دهد تا با روشی کارآمد و مؤثر عمل کنند.

چه کاربردی برای این پوست مصنوعی جدید پیشنهاد شده است؟

پوست الکترونیکی جدید، با توسعه بیشتر، می‌تواند کاربردهای بسیار هیجان انگیز داشته باشد. کاربردهایی شامل ربات‌های انسان‌نما، پروتزها یا سخت افزار رایانه. این فناوری می‌تواند راهی برای تعامل طبیعی‌تر انسان و فناوری و همچنین محیط‌های ناشناخته هموار کند. همچنین می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در زمینه سرگرمی داشته باشد. از بازی‌های رایانه‌ای تا احساس واقعی و تجربه بودن درون فیلم‌ها. چه کسی می‌داند شاید دست مصنوعی Luke Skywalker در The Empire Strikes Back به زودی به واقعیت تبدیل شود.

بیشتر بخوانیم:

>>استفاده از چاپگر زیستی برای چاپ پوست و ترمیم سریع زخم

>>ساخت نوعی پوست مصنوعی که با انرژی خورشیدی شارژ میشود

منبع: interestingengineering

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