בשנה האחרונה רופאים ומהנדסים רואים הצלחה רבה במתן אמפרוטרים לגפיים תותבות בעלות שליטה רבה. למשל, "זרוע לוק" של DEKA מעניקה ללבוש שליטה מספיק מדויקת בכדי לאכול עם מקלות אכילה - זהו גם הזרוע הביונית הראשונה שאושרה על ידי ה- FDA.
תוכן קשור
- רשת עצבית מלאכותית זו מייצרת קווי איסוף אבסורדי
אבל תקשורת עם הגפיים המלאכותיות האלה היא משהו של רחוב חד כיווני. משתמשים יכולים לשלוט על הזרועות, הידיים והרגליים באמצעות חיבורים מעוצבים בקפידה עם עצבים ושרירים קיימים, אך הם לא מקבלים משוב מוכן מהגפה המלאכותית כפי שעשו דרך עור אמיתי. המשמעות היא שאולי לא יידעו כשמשהו צנרת לוהטת, עדינה במיוחד או עומדת להחליק מהאחיזה שלהם.
מוקדם יותר השבוע חשפו חוקרים מהאוניברסיטה הלאומית בסיאול ומהקמפיין MC10, לבישת הבסיס של מסצ'וסטס, את הפיתרון שלהם: פולימר עמוס חיישנים המיועד למתוח ולהרגיש כמו עור אנושי אמיתי שיכול לכסות מכשירים תותבים ולהעניק ללבושים תחושת מגע. בעתיד. הצוות, בראשותו של דיי-היונג קים, פרסם את מחקריו בכתב העת Nature Communications .
החידוש העיקרי כאן הוא גמישות - הן מבחינת המיומנות הגופנית והן מבחינת טווח התחושות. שלא כמו חיישנים ששימשו במאמצים קודמים, קים מסוגלים לנוע ולמתוח כמו עור. רצועות דקות של זהב וסיליקון המשובצות בפולימר, המכונה אלסטומר, מסתכמות עד 400 חיישנים למילימטר רבוע. הרצועות שזורות לסריג המאפשר לחומר למתוח בסיכון מינימלי לשבר. רשת של אלקטרודות נמתחות מדמה עצבים. יחד, החיישנים יכולים לזהות טמפרטורה, לחות, לחץ ומתח פיזי.
אולם לא כל חלק מהחומר נמתח באופן שווה, מכיוון שהחוקרים רצו להתאים את הגמישות שלו לבין וריאציות הגלומות בגוף. קים הסביר ל- LiveScience: "חלקים מסוימים של היד נמתחים רק על כמה אחוזים, בעוד שחלקים אחרים נמתחים יותר מעשרים אחוזים. במקביל, באזורים שונים בגוף יש פחות או יותר גמישות; למשל, העור מעל הברך גמיש יותר מזה שביד. מחממים קטנים בתוך הפולימר מעניקים לו את החום של עור האדם.
בזכות העיצוב הארוג שלו, העור החכם החדש יכול להתכופף מבלי לקרוע. (באדיבות קים ואח '/ טבע תקשורת) בעוד שהפרויקט מעודד, אומרים המומחים שהוא רחוק מלהיות אפשרי עדיין. "הדגמת הוכחת-הרעיון הזו מעניינת, אך נותרת הרבה עבודה קשה כדי להראות את החוסן והביצועים הנחוצים לתרגום מכשיר זה לידיים תותבות שמישות, " דסטין טיילר, פרופסור להנדסה ביו-רפואית בקז ווסטרן רזרב האוניברסיטה המתמחה בממשקים עצביים, אמרה ל- MIT Technology Review .
באופן ספציפי, על הצוות למצוא דרך לחבר את העור למערכת העצבים המרכזית של האדם, ולאפשר לו לחוות את התחושות שהוא מספק. האבטיפוס מקיים אינטראקציה עם מערכת העצבים של חולדה באמצעות סדרה של חוטים מפלטינה שטופלו למניעת דלקת. עד כה החוקרים הוכיחו בהצלחה כי העור יכול לעורר את קליפת המוח החושית של חולדה, אך אינם יכולים לדעת אילו חושים מופעלים. לאחר מכן ייאלצו לעבור בדיקות בבעלי חיים גדולים יותר, לפני שיצאו לניסויים בבני אדם.
בעבודתו של קים יש הצגה מושגית על מאמצים קודמים, שבדרך כלל משדרים תחושה אחת בכל פעם. לדוגמה, בשנה שעברה, טיילר ועמיתיו במרכז הרפואי לענייני ותיקים של קליבלנד הצליחו להעביר את תחושת המגע דרך 20 חיישנים ביד תותבת על ידי חיבור המכשיר לחבילות עצבים. ובראשית השנה, חוקרים במכון הטכנולוגי הפדרלי של שוויץ השתמשו בשיטה דומה כדי לאפשר לקטיוע להבחין בין צורת העצמים באמצעות מגע. בינתיים צוות מאוניברסיטת נורת'ווסטרן העביר בהצלחה תחושות של טמפרטורה ורטט באמצעות שימוש בשרירים קיימים כמגברי חישה.
קים וצוותו רשמו פטנט על העיצוב שלהם, אך אין להם שום קו זמן בשלב זה לשחרור העור המלאכותי לציבור.
