Home » Știință » Cercetătorii au creat pielea electronică artificială, capabilă să comunice cu creierul

Cercetătorii au creat pielea electronică artificială, capabilă să comunice cu creierul

Cercetătorii au creat pielea electronică artificială, capabilă să comunice cu creierul
Sursa foto: Shutterstock
Publicat: 23.05.2023

Cercetătorii au creat pielea electronică artificială (e-skin), care poate să convertească informațiile senzoriale în semnale electrice, pe care creierul le poate apoi interpreta. Acest material asemănător pielii încorporează circuite integrate moi și se mândrește cu o varietate de abilități senzoriale, inclusiv detectarea temperaturii și a presiunii. 

Mecanoreceptorii din pielea umană pot simți greutatea delicată a unui fluture, temperatura unei flăcări din apropiere sau a unei băuturi reci, pot înțelege dacă o mână este ridicată sub forma unui pumn sau dacă face un semn de pace și pot simți pulsul unei persoane dragi cu o atingere delicată.

Inginerii care au creat pielea electronică artificială speră ca într-o zi, aceste semnale să poată fi direcționate către cipuri de comunicare fără fir, implantate în nervul periferic, pentru a permite persoanelor amputate să controleze membrele protetice, conform Neuroscience News.

Materialele asemănătoare, o provocare în crearea pielii electronice artificiale

„Lucrăm de ceva timp la o piele electronică monolitică. Obstacolul nu a fost atât de mult găsirea unor mecanisme care să imite abilitățile senzoriale remarcabile ale atingerii umane, cât aducerea lor împreună folosind doar materiale asemănătoare pielii”, a declarat Zhenan Bao, profesor K.K. Lee de inginerie chimică și autor principal al studiului apărut în revista Science.

„O mare parte din această provocare a constat în progresul materialelor electronice asemănătoare pielii, astfel încât acestea să poată fi încorporate în circuite integrate cu o complexitate suficientă pentru a genera trenuri de impulsuri asemănătoare nervilor și cu o tensiune de funcționare suficient de scăzută pentru a fi utilizate în siguranță pe corpul uman”, a declarat Weichen Wang, doctorand în laboratorul lui Bao, care este primul autor al lucrării.

Wang lucrează la acest prototip de trei ani.

„Această nouă piele electronică funcționează cu doar cinci volți”

Obiectivul era un circuit integrat soft care să imite mecanismul receptorilor senzoriali și să funcționeze eficient la o tensiune scăzută. Din nefericire, primele încercări ale lui Wang au necesitat peste 30 sau mai mulți volți și nu au putut realiza o funcționalitate suficientă a circuitului.

„Această nouă piele electronică funcționează cu doar cinci volți și poate detecta stimuli asemănători cu pielea umană reală”, a declarat Wang.

Pielea artificială va fi esențială pentru membrele protetice din noua eră, care nu numai că restaurează mișcarea și funcțiile, cum ar fi apucarea, dar oferă și un feedback senzorial (propriocepție) care ajută utilizatorul să controleze dispozitivul cu precizie.

Din ce este alcătuită pielea electronică artificială?

Echipa a inventat o structură dielectrică în trei straturi, care a contribuit la creșterea mobilității purtătorilor de sarcină electrică de 30 de ori în comparație cu un dielectric cu un singur strat, permițând circuitelor să funcționeze la o tensiune mică.

Interesant este faptul că unul dintre straturile din triplu strat este nitrilul, același cauciuc care este folosit la mănușile chirurgicale. Majoritatea pieilor sunt realizate din mai multe straturi de materiale asemănătoare pielii.

În fiecare strat sunt integrate rețele de nanostructuri organice care transmit semnale electrice chiar și atunci când sunt întinse. Aceste rețele pot fi proiectate pentru a detecta presiunea, temperatura, tensiunea și substanțele chimice.

Progrese de ultimă generație

Sistemul este primul care combină detectarea și toate caracteristicile electrice și mecanice dorite ale pielii umane într-o formă moale și durabilă, care ar putea fi utilizată în următoarea generație de piei protetice și interfețe om-mașină inovatoare pentru a oferi un simț tactil asemănător cu cel uman.

Prototipul lor fiind finalizat, Bao, Wang și echipa se angajează acum în creșterea complexității și a scalabilității tehnologiei lor, adăugând funcționalitate wireless și modalități de interfațare cu creierul și cu periferiile corpului.

Vă mai recomandăm și: 

Ar putea „organele-pe-cip” să înlocuiască animalele în experimentele medicale?

O mână robotică este atât de precisă încât poate ține un ou fără să-l spargă

Ce spune vârsta oaselor tale despre cât mai ai de trăit?

Un mod de a activa celulele latente din retină ar putea reda vederea

Claudia Cociug
Claudia Cociug
Claudia Cociug, absolventă a Facultății de Litere, specializarea Jurnalism și Științe ale Comunicării din cadrul Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași, a făcut parte din echipa DESCOPERĂ.ro din noiembrie 2022 și până în iunie 2023. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Băuturile energizante ascund un risc de 11 ori mai mare de stop cardiac
Băuturile energizante ascund un risc de 11 ori mai mare de stop cardiac
Cum știe părul unde trebuie să crească? Noi experimente au elucidat misterul
Cum știe părul unde trebuie să crească? Noi experimente au elucidat misterul
Oamenii de știință au descoperit ADN-ul unui virus mortal în manuscrise vechi de 1.000 de ani. Cum a ajuns acolo?
Oamenii de știință au descoperit ADN-ul unui virus mortal în manuscrise vechi de 1.000 de ani. Cum a ajuns acolo?
Astronomii au descoperit un sistem stelar rar care emite semnale radio la fiecare opt minute
Astronomii au descoperit un sistem stelar rar care emite semnale radio la fiecare opt minute
„Acceptăm sau nu acceptăm?”. Propunerea făcută de SUA președintelui ucrainean Volodimir Zelenski
„Acceptăm sau nu acceptăm?”. Propunerea făcută de SUA președintelui ucrainean Volodimir Zelenski
Motivul halucinant pentru care o companie nu și-a mai plătit angajații din octombrie
Motivul halucinant pentru care o companie nu și-a mai plătit angajații din octombrie
Iarna își intră în drepturi. Unde a nins până acum în România?
Iarna își intră în drepturi. Unde a nins până acum în România?
Donald Trump s-ar putea întâlni cu Xi Jinping și Vladimir Putin la summitul APEC
Donald Trump s-ar putea întâlni cu Xi Jinping și Vladimir Putin la summitul APEC
Victorie definitivă pentru România în procesul privind Roșia Montană
Victorie definitivă pentru România în procesul privind Roșia Montană
Cum au ajuns milioane de euro într-o pădure din Ungaria și care este legătura cu Viktor Orban?
Cum au ajuns milioane de euro într-o pădure din Ungaria și care este legătura cu Viktor Orban?
Amendă de peste 800 de milioane de euro pentru Meta. Anunțul făcut de autoritățile italiene
Amendă de peste 800 de milioane de euro pentru Meta. Anunțul făcut de autoritățile italiene
Planeta Marte ar putea fi încă activă din punct de vedere vulcanic. Ce indică noi scurgeri misterioase de gaz?
Planeta Marte ar putea fi încă activă din punct de vedere vulcanic. Ce indică noi scurgeri misterioase de gaz?
Aceste figurine din lut vechi de 15.000 de ani ar fi putut fi create de copii pentru a învăța despre lume
Aceste figurine din lut vechi de 15.000 de ani ar fi putut fi create de copii pentru a învăța despre lume
Universul ar putea fi de două ori mai vechi decât am crezut, susține o nouă teorie radicală
Universul ar putea fi de două ori mai vechi decât am crezut, susține o nouă teorie radicală
Oamenii de știință au descoperit ceva neașteptat la 90 de kilometri sub Pământ
Oamenii de știință au descoperit ceva neașteptat la 90 de kilometri sub Pământ
Marcus Aurelius nu voia să se trezească dimineața! Cum se certa singur împăratul Romei ca să se dea jos din pat (P)
Marcus Aurelius nu voia să se trezească dimineața! Cum se certa singur împăratul Romei ca să se dea jos din pat (P)
O balenă cu nările pe aceeași parte a capului înota în oceane acum 6 milioane de ani
O balenă cu nările pe aceeași parte a capului înota în oceane acum 6 milioane de ani
O fosilă de bufniță ne-ar putea dezvălui momentul în care acești vânători silențioși au devenit nocturni
O fosilă de bufniță ne-ar putea dezvălui momentul în care acești vânători silențioși au devenit nocturni