“جلدا ذكيا” يجلب حاسة اللمس إلى الأطراف الصناعية

طور باحثون من جامعة سيول الوطنية، في كوريا الجنوبية، “جلدا ذكيا” يبدو وكأنه مرشح قوي لجلب حاسة اللمس إلى الأطراف الصناعية.

وكانت الجهود السابقة في هذا الصدد تتألف من أجهزة استشعار مدمجة في الأصابع الاصطناعية، وتركز في المقام الأول على حاسة الضغط، وذلك لتجنب سحق الأشياء الحساسة.

وتحت قيادة مهندس الطب الحيوي داي-هيونج كيم، طور الفريق جلدا يمكن أن يغطي كامل الطرف الصناعي، كما أن تطبيقاته لا تقتصر فقط على الضغط. وتأتي هذه المستشعرات على شكل مصفوفات مدمجة في جلد رقيق جدا.

ويشمل هذا، مصفوفات للضغط، ومصفوفات للحرارة، ومستشعرات متخصصة بالرطوبة، ومستشعرات للإجهاد والضغط، بالإضافة إلى مصفوفات مُسخِّنة ومصفوفات متعددة الأقطاب لتحفيز الأعصاب.

وذكر ملخص الدراسة أن “هذه المجموعة من أجهزة الاستشعار القابلة للتمدد وسهلة الحركة تتمتع بدرجة عالية – تحاكي جلد الإنسان – من الإدراك الميكانيكي والحراري من حيث الاستجابة للمؤثرات الخارجية، وبالتالي توفير فرص فريدة لفئات من الأطراف الاصطناعية وتقنيات واجهة النظام العصبي المحيطية”.

ويسمح هذا الجلد، وفقا للدراسة، بمعدل استجابة أسرع، لكنه أيضا يتطابق بشكل وثيق مع قدرات الجلد الحقيقي لاستشعار العالم المحيط. على سبيل المثال، تسمح مستشعرات درجة الحرارة والرطوبة للمستخدم بلمس جبهة طفل والشعور ما إذا كانت ساخنة ورطبة بما يكفي للإشارة إلى الحمى.

ومن ناحية أخرى، لا توفر المصفوفات المُسخِّنة المدمجة أي رد فعل حسي، لكنها تهدف بدلا من ذلك إلى جعل الطرف الصناعي أكثر حيوية من خلال إعطائه شعورا بالحرارة مثل الجلد الطبيعي.

كما تسمح أجهزة استشعار الإجهاد بإرسال ملاحظات حول حالات، مثل التعب الناجم عن تحرك الجلد الصناعي القابل للتمدد بنفس الطريقة التي يتبعها الجلد الطبيعي. لذا يقول الفريق إن الطرف الصناعي الناتج سيكون على درجة عالية من الحساسية والتكيف.

هذا وتعزز مسألة دمج أجهزة الاستشعار في طبقة رقيقة من الجلد المتانة، وتقلل من خطر الإصابة بكسور ميكانيكية. في حين تسمح أسلاك البلاتين والجسيمات النانوية لأقطاب الأطراف الصناعية بالتفاعل مع الأعصاب الطرفية للمستخدم مع تقليل الالتهاب.