ساخت پوست الکترونیکی با مو و حس لامسه

گسترده‌ترین اندام بدن، پوست است که نقشی کلیدی را در تسهیل حس لامسه ما بر عهده دارد؛ اما حساسیت آن در نسخه‌های مصنوعی، به سختی قابل تکرار است.

به گزارش نیواطلس؛ پژوهشگران اکنون نوع جدیدی از پوست الکترونیکی را توسعه داده‌اند که مو‌های کوچکی در آن جاسازی شده‌اند. این مو‌های کوچک می‌توانند لامسه و جهت حرکت آن را به دقت درک کنند.

پوست‌های الکترونیکی، لایه‌های نازکی از مواد با ویژگی‌های الکترونیکی هستند که به آن‌ها امکان می‌دهند تا برخی از عملکرد‌های پوست طبیعی انسان مانند احساس لامسه، فشار، دما یا حتی درد را داشته باشند.

این پوست‌های مصنوعی می‌توانند برای بیمارانی که پس از آسیب‌های شدید به پیوند نیاز دارند، سودمند باشند یا حس لامسه پیشرفته‌تری را برای اندام‌های مصنوعی و ربات‌ها ایجاد کنند.

پژوهشگران دانشگاه فناوری کمنیتس (Chemnitz University of Technology) آلمان، نوعی پوست الکترونیکی ابداع کرده‌اند که حسگر جدیدی در آن تعبیه شده است.

این حسگر موجب می‌شود که حساسیت پوست نسبت به لمس شدن بیشتر باشد. این پیشرفت با تقلید از یک عامل مهم، اما نادیده‌گرفته‌شده در احساس لامسه انسان، یعنی مو‌های ریز پوشاننده پوست حاصل شده است.

پژوهشگران برای ساخت این پوست الکترونیکی، مو‌های ریز مغناطیسی را در یک ماده الاستومری جاسازی کردند. این مو‌های مصنوعی مانند مو‌های طبیعی، دارای ریشه‌های پیازی هستند که در زیر سطح پوست الکترونیکی قرار می‌گیرند و با لمس مو‌ها حرکت می‌کنند.

هر یک از این ریشه‌ها توسط یک حسگر مغناطیسی سه بعدی احاطه شده اند که امکان ردیابی موقعیت دقیق ریشه را فراهم می‌کند. این امر به کل ماتریس حسگر‌ها امکان می‌دهد تا نه تنها لمس شدن مو، بلکه جهت لمس شدن آن در سراسر پوست الکترونیکی را احساس کند.

به گفته پژوهشگران، این حسگر‌های مغناطیسی را می‌توان به راحتی به صورت صفحات بزرگ ساخت. سپس می‌توان آن‌ها را به صورت محفظه‌های سه‌بعدی ساخت تا ریشه‌های مو را از طریق فرآیندی به نام "میکرو اوریگامی" (micro-origami) در خود جای دهند.

کریستین بکر (Christian Becker)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: روش ما امکان چیدمان دقیق عناصر حسگر را در یک فضای سه‌بعدی فراهم می‌کند که می‌توان آن را طی یک فرآیند تولید موازی، به صورت انبوه تولید کرد. تولید این سیستم‌های حسگر با روش‌های ساخت میکروالکترونیکی، بسیار دشوار است.

این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.