دانشمندان پوست مصنوعی ساخته اند که بازخورد لمسی (هاپتیکی) ایجاد می کند و پتانسیل سازگاری آنی با حرکات فرد پوشاننده آن را دارد. کاربردهای زیادی برای این فناوری جدید از توانبخشی پزشکی گرفته تا واقعیت مجازی، وجود دارد.
درست مانند حواس شنوایی و بینایی، احساس لمس ما نقش مهمی در چگونگی درک و تعامل با دنیای اطراف ما دارد. تکنولوژی قادر به تقلید احساس لمس ما – که همچنین به عنوان بازخورد لمسی شناخته می شود – می تواند رابط های انسانی و رایانه ای و روبات – انسان را برای برنامه هایی مانند توانبخشی پزشکی و واقعیت مجازی تقویت کند.
دانشمندان آزمایشگاه رباتیک Reconfigurable EPFL یا (RRL) به سرپرستی جیمی پایک و آزمایشگاه رابط های بیوالکترونیکی نرم (LSBI) به سرپرستی استیفانی لاکور در دانشکده مهندسی، همکاری کرده اند تا یک پوست مصنوعی نرم و انعطاف پذیر ساخته شده از سیلیکون و الکترود ایجاد کنند. هر دو آزمایشگاه بخشی از برنامه Robotics NCCR هستند.
سیستم پوستی که دارای حسگرها و محرکهای نرم میباشد، پوست را قادر می سازد تا به صورت مصنوعی با شکل دقیق مچ دست افراد مطابقت داشته باشد و بازخورد هاپتیک (لمس) را در قالب فشار و لرزش فراهم کند. سنسورهای کرنش به طور مداوم تغییر شکل پوست را اندازه گیری می کنند تا بازخورد هاپتیک در زمان واقعی، قابل تنظیم باشد، حس لمس را تا حد ممکن به صورت واقعی ایجاد کند. کار این دانشمندان به تازگی درSoft Robotics منتشر شده است.
هرشالل سونار، نویسنده اصلی این تحقیق بیان می کند: “این اولین بار است که ما یک پوست مصنوعی کاملاً نرم ایجاد کرده ایم که هم سنسورها و هم محرک ها در آن هماهنگ عمل می کنند.” “این به ما امکان کنترل یک لوپ بسته را می دهد، به این معنی که ما می توانیم تحریک لرزشی را که توسط کاربر احساس می شود به طور دقیق و با اطمینان تعدیل کنیم. این برای برنامه هایی از جمله آزمایش تست اختصاصی بیمار در برنامه های پزشکی کاربرد دارد.”
هاپتیک ها بین لایه های سیلیکون قرار می گیرند
پوست مصنوعی شامل محرک پنوماتیک نرم است و دارای لایه ای غشایی است که با پمپ کردن هوا به داخل آن باد می شود. محرک ها را می توان با فشارها و فرکانس های مختلف تنظیم کرد (حداکثر 100 هرتز یا 100 ضربه در ثانیه). هنگامی که لایه غشایی به سرعت متورم می شود و یا خالی می شود، پوست ارتعاش می یابد. یک لایه حسگر در بالای لایه غشایی قرار دارد و حاوی الکترودهای نرم ساخته شده از مخلوط گالیم مایع-جامد است. این الکترودها تغییر شکل پوست را بطور مداوم اندازه گیری می کنند و داده ها را به میکروکنترلر ارسال می کنند، که از این بازخورد برای تنظیم دقیق حس منتقل شده به کاربر در پاسخ به حرکات فرد و تغییر در عوامل بیرونی، استفاده می کند.
پوست مصنوعی را می توان تا چهار برابر طول اصلی خود کشید. این امر به ویژه برای تعدادی از برنامه های دنیای واقعی جذابیت خاصی ایجاد می کند. در حال حاضر دانشمندان آن را بر روی انگشتان کاربران آزمایش کرده اند و این فناوری هنوز هم نیاز به پیشرفت بیشتری دارد.
سونار بیان می کند: “قدم بعدی تهیه یک نمونه اولیه پوشیدنی برای برنامه های کاربردی در توانبخشی و واقعیت مجازی و واقعیت افزوده خواهد بود.” “این نمونه اولیه همچنین در مطالعات علوم اعصاب آزمایش می شود، جایی که محققان می توانند فعالیت مغزی پویا را در آزمایشات رزونانس مغناطیسی انجام دهند.”
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا به ویژه واحد واقعیت مجازی مراجعه کنید.
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.