دست مصنوعی که گرما را حس می‌کند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری به نقل از ساینس نیوز، این فناوری گامی به سوی اندام‌های مصنوعی است که می‌توانند طیف کاملی از حواس را احیا کنند و همچنین قابلیت استفاده و پذیرش را از سوی کاربران بهبود بخشند.

پژوهشگران این دستگاه را «مینی تاچ» «MiniTouch» نام دارد، به دست مصنوعی مردی ۵۷ ساله به نام «فابریتزیو» که از ناحیه بالای مچ قطع شده است، متصل کردند. این مرد توانست در آزمایش‌ها، بطری‌های مایع سرد، خنک و داغ را با دقت کامل شناسایی کند. وی همچنین موفق شد تفاوت بین پلاستیک، شیشه و مس را به طور قابل توجهیدرست تشخیص دهد و قطعات فولادی را بر اساس دمای آنها با ۷۵ درصد دقت، درست بچیند.

«Luke Osborn» «لوک آزبورن» مهندس اعصاب در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در لاورل، که در این مطالعه شرکت نداشت، توضیح داد: مهم است این فناوری‌ها به گونه‌ای ترکیب شوند که کاربران پروتز بتوانند  از آن برای انجام کار‌ها استفاده کنند. ساخت دستگاه‌های بازخورد حسی جدید می‌تواند به کاربران کمک کند تا عملکرد بیشتری داشته باشند که قبلاً قادر به دستیابی به آن نبودند.

این دستگاه توانایی فابریتزیو را برای تشخیص اینکه آیا دست مصنوعی یا انسانی را لمس می‌کند، بهبود بخشید. دقت او در تشخیص حس در زمان روشن بودن دستگاه ۸۰ درصد و در حالت خاموش، ۶۰ درصد بود.

«سلیمان شکور» مهندس عصبی مؤسسه فناوری فدرال سوئیس (EPFL)، می‌گوید: فناوری ما به خوبی دست سالم نیست، احتمالاً به این دلیل که ما اطلاعاتی در مورد بافت‌های پوست به آن ارائه نمی‌کنیم.

تحقیقات برای بازگرداندن حس لامسه به اندام‌های مصنوعی در دهه گذشته پیشرفت زیادیداشته است. اما این پیشرفت‌ها چندان شامل توانایی تشخیص دما نمی‌شد. «جاناتان موهیم» «Jonathan Muheim» مهندس EPFL اضافه کرد: دما تقریباً آخرینویژگی است که بایدراهکاری برای آن ارائه شود تا بتوانیم تمام نتایج را کنار هم بگذاریم و بتوانیمیک اندام مصنوعی را واقعاً شبیه اندام زیستی کنیم.

این پژوهشگران می‌گویند افرادی که قطع عضو شده‌اند اغلب نقاطی در اندام‌های باقی‌مانده‌شان دارند که وقتی گرم یا سرد می‌شوند، احساس دما را در دست قطع شده شان ایجاد می‌کنند. این ناشی از تحریک اعصابی است که در ابتدا برای دست قطع شده تعیین شده بود. محققان نشان دادند می‌توانند به طور قابل اعتمادی احساس دمای فانتوم را در طول زمان در ۶۳ درصد از افراد قطع عضو ایجاد کنند.

آنها در مطالعه جدید ابتدا احساسات دمای فانتوم فابریتزیو را ترسیم کردند تا نقطه‌ای روی بازوی او را با حس مربوطه در انگشت اشاره دست قطع شده اش مطابقت دهند. سپس یکحسگر دما را به نوک انگشت دست مصنوعی او متصل کردند که از طریقیک واحد کنترلی به دستگاهی روی بازوی فابریزیو متصل شد که سیگنال‌های دمای مناسب را ارائه می‌کرد.

اکنون این دستگاه فقط از یک حسگر در انتهای انگشت اشاره استفاده می‌کند، اما محققان قصد دارند جفت‌های حسگر-محرک را اضافه کنند تا نقاط حساس‌تری به دما روی دست مصنوعی ایجادشود. آنها همچنین در حال برنامه ریزی برای توسعه پروتزی هستند که توانایی حس لامسه و همچنین دما را ترکیب می‌کند.

سرعتی که دستگاه با آن دما را تنظیم می‌کند ممکن است هنگام ترکیب حواس چندگانه مشکل ساز شود. آزبورن و همکارانش دستگاهی به نازکییک چسب زخم نواری ساخته‌اند که حس خنک‌کننده واقعی را تقریباً به همان سرعت پاسخ‌های طبیعی ارائه می‌دهد.

نتایج این تحقیقات در نشریه Med منتشر شده است.