Viime vuonna lääkärit ja insinöörit ovat nähneet suurta menestystä toimittaessa amputeille erittäin hallittavissa olevia proteesipäästöjä. Esimerkiksi DEKA "Luke Arm" antaa käyttäjälle riittävän tarkan hallinnan syödä syömäpuikoilla - se on myös ensimmäinen FDA: n hyväksymä bioninen käsivarsi.
Asiaan liittyvä sisältö
- Tämä keinotekoinen hermoverkko tuottaa absurdihakuja
Mutta kommunikaatio näiden keinotekoisten raajojen kanssa on jotain yksisuuntaista. Käyttäjät voivat hallita käsiä, käsiä ja jalkoja huolellisesti suunniteltujen yhteyksien avulla olemassa oleviin hermoihin ja lihaksiin, mutta he eivät saa palautetta keinotekoisesta raajasta samalla tavalla kuin todellisen ihon läpi. Tämä tarkoittaa, että he eivät ehkä tiedä milloin jokin on putkistossa kuuma, erittäin herkkä tai on alkamassa liukastua käsistään.
Aiemmin tällä viikolla tutkijat Soulin kansallisesta yliopistosta ja Cambridgestä, Massachusetts-pohjainen kudottu startup MC10 julkistivat ratkaisunsa: anturilla kuormattu polymeeri, joka on suunniteltu venymään ja tuntemaan itsensä ihmisen ihoksi, joka voi peittää proteesit ja antaa käyttäjille kosketustunnetta. tulevaisuudessa. Ryhmä, jota johtaa Dae-Hyeong Kim, julkaisi tutkimuksensa Nature Communications -lehdessä.
Tärkein innovaatio on joustavuus - sekä fyysisen osaamisen että tunnealueiden suhteen. Toisin kuin aikaisemmissa pyrkimyksissä käytetyt anturit, kimit pystyvät liikkumaan ja venymään kuin iho. Elastomeeriksi kutsuttuun polymeeriin upotettujen ohuiden kulta- ja silikoninauhojen enimmäismäärä on 400 anturia neliömetriä kohti. Nauhat kudotaan ristiksi, mikä antaa materiaalin venyä minimaalisella murtumisriskillä. Joustavien elektrodien verkko simuloi hermoja. Yhdessä anturit tunnistavat lämpötilan, kosteuden, paineen ja fyysisen rasituksen.
Kaikki materiaalin osat eivät kuitenkaan veny yhtä tasaisesti, koska tutkijat halusivat sovittaa sen taipumisen koko kehon luontaisten variaatioiden kanssa. "Jotkut käden osat venyvät vain useita prosentteja, kun taas toiset osat venyvät yli 20 prosenttia", Kim selitti LiveSciencelle . Samanaikaisesti kehon eri alueilla on enemmän tai vähemmän taipumusta; esimerkiksi polven yli oleva iho on joustavampi kuin käden. Pienet lämmittimet polymeerissä antavat sille ihmisen lämmön.
Kudotun muotoilunsa ansiosta uusi älykäs iho voi taipua ilman repimistä. (Kohteliaisuus Kim, et ai. / Nature Communications) Vaikka projekti on rohkaiseva, asiantuntijat sanovat, ettei se ole vielä toteutettavissa. "Tämä konseptikontrolli-esittely on mielenkiintoinen, mutta on vielä paljon töitä, jotta voidaan osoittaa tarvittavan tukevuus ja suorituskyky tämän laitteen kääntämiseksi käyttökelpoisiksi proteesikäsiksi", Case Western Reserven biolääketieteellisen tekniikan professori Dustin Tyler. Neuraalisiin rajapintoihin erikoistunut yliopisto kertoi MIT Technology Review: lle .
Erityisesti ryhmän on keksittävä tapa yhdistää iho ihmisen keskushermostoon, jotta hän voi kokea sen tarjoamat tuntemukset. Prototyyppi on vuorovaikutuksessa rotan hermoston kanssa joukon platina-nanojohtoja, joita on käsitelty tulehduksen estämiseksi. Toistaiseksi tutkijat ovat onnistuneesti osoittaneet, että iho voi laukaista rotan aistinkuoren, mutta eivät osaa kertoa, mitä aisteja laukaistaan. Heidän on siirryttävä seuraavaksi suurempien eläinten testaamiseen, ennen kuin he pääsevät ihmiskokeisiin.
Kim-teoksessa on käsitteellinen jalkakäytäntö aikaisemmista pyrkimyksistä, jotka yleensä välittävät yhden järjen kerrallaan. Esimerkiksi viime vuonna Tyler ja Cleveland Veterans Affairs Medical Centerin kollegat pystyivät välittämään kosketustunnon proteesin kädessä olevien 20 anturin avulla kytkemällä laitteen hermopakettiin. Ja tämän vuoden alussa Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutin tutkijat käyttivät samanlaista menetelmää antaakseen amputoidulle erottaa esineiden muodon kosketuksen kautta. Samaan aikaan Northwestern Universityn joukkue on onnistuneesti välittänyt lämpötilan ja tärinän tunteen käyttämällä olemassa olevia lihaksia sensorivahvistimina.
Kim ja hänen tiiminsä patentoivat suunnittelunsa, mutta tällä hetkellä heillä ei ole aikajanaa keinotekoisen ihon vapauttamiseksi yleisölle.
