پوست مصنوعی که لمس را حس می‌کند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا، وقتی یکی از اعضای بدن مانند دست قطع می‌شود، هر تلاشی برای جایگزین کردن آن، یک مشکل اساسی دارد و آن این است که عضو مصنوعی در تماس با اشیاء و سوژه‌ها، نمی‌تواند مقدار فشاری را که وارد یا دریافت می‌کند درک کند. در نتیجه ممکن است با فشار زیاد یا کم، برای برداشتن یا انجام هر کاری دچار مشکل زیادی شود.

محققان دانشگاه استنفورد در آزمایشگاه «زیراکس پارک» موفق شدند یک پوست مصنوعی دو لایه بسازند که می‌تواند میزان فشار وارد شده را درک و مخابره کند.

این پوست مصنوعی از یک لایه پلاستیک نرم و یک مدار نرم که زیر آن چاپ شده، تشکیل شده است. بین این دو لایه نیز با شبکه‌ای از نانولوله‌های کربنی پر شده است. کار این نانوتیوب‌ها این است که به محض دریافت فشار، یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند که توسط مدار تشخیص و مخابره می‌شود.

هر چقدر که فشار وارد شده به پوست بیشتر باشد، الکتریسیته بیشتری نیز تولید می‌شود و به این وسیله پوست می‌تواند مقدارهای متفاوت از فشار را از یکدیگر متمایز کند.

این محققان با کمترین امکانات، کار خود را یک کار معمولی و ساده توضیح داده‌اند اما در واقع آنچه آنها موفق به انجام آن شدند، مانند پلی به سوی آینده اعضای مصنوعی است.

این پروژه شگفت‌انگیز مشکلات خاص خود را نیز دارد. نخستین مسئله این است که سیگنال‌های ایجاد شده در این پوست مصنوعی، وقتی به بدن انسان وصل می‌شود که بتوان این سیگنال‌ها را از راه دستگاه عصبی به مغز منتقل کرد.

محققان برای اینکه کارآمدی پوست خود را اثبات کنند، با استفاده از سلول‌های آزمایشگاهی که با مهندسی ژنتیک به نور حساس شده‌اند، توانستند یک پالس عصبی مصنوعی از پوست دریافت کنند اما این سلول‌ها برای اتصال به مغز مناسب نیستند.

از سوی دیگر پوست انسان محل تشخیص بسیاری از محرک‌ها از جمله دما و سایش است که این پوست هنوز توانایی آن را ندارد و برای آن باید پروژه‌های مجزایی انجام شود.

با این وجود درک فشار می‌تواند مهندسی پزشکی در طراحی اندام مصنوعی را چند دهه به جلو برده و راهی برای پیشرفت‌های دیگر در حوزه پوست مصنوعی هموار کند. براساس اعلام استنفورد، این پوست هنوز برای آزمایش‌های انسانی آماده نیست و نخست باید راهی برای اتصال آن به سیستم عصبی آدم‌ها پیدا کرد.

مترجم: محمدرضا احمدی‌نیا