Forskere har udviklet en elektronisk hud giver protesen til at føle smerte

Forskere fra Johns Hopkins University (USA) udviklet en “elektronisk” hud”, der simulerer evnen til at præsentere huden, ifølge publikationen IEEE Spectrum. Udviklingen foreslår, at kunstige proteser, så det vil være muligt at vende tilbage til muligheden af at anvende en kunstig legemsdel til at føle smerte. Hvorfor smerte? Kapitel undersøgelser om udviklingen af elektroniske hud Niticu Thakore, Professor i bioteknologi ved Johns Hopkins University er hele tiden at stille dette spørgsmål.

Alle de spørgsmål, i en praktisk forstand. Smerte receptorer i huden, hjælper til at beskytte os fra at få skader. For eksempel, fra skarpe knive eller varme pander. I samme forstand, at mennesker med en amputeret legemsdel vil være i stand til at stole på opfattelsen af smerte, som er transmitteret gennem den kunstige hud og protese, der vil være beskyttet mod skader, sidste, siger Thakor. Også han har en mere integreret og til en vis grad selv poetisk forklaring:

“Vi kan genskabe mennesket mistede sansning: fra let til dyb pres og smerte. Jeg tror, det vil gøre den kunstige proteser mere “i live”.

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet Science, Robotteknologi, Thakor, hans ph.d. – studerende Luke Osborn, og deres kolleger, beskriver den udvikling og de første test af deres system “dermis” (fra det engelske. elektronisk dermis, e-dermis — hud). I en nylig test af et team af forskere har forsøgt at tilføje kunstig protese evnen til at føle smerte og sender det til den, der bærer det.

For at skabe kunstig hud forskere inspireret af, hvorledes biologiske touch-receptorer i vores hud. Huden indeholder flere lag af receptorer. Oprettet “dermis” også består af mange lag. Men de er fremstillet af piezoresistive og ledende væv, og ikke til de forskellige levende celler, og som i tilfælde af ægte læder. I dette tilfælde lag af kunstig hud kan reagere på forskellige niveauer af pres: i tilfælde af kraftig stimulering “dermis” hurtigere og stærkere afspejler de følelser, og hvis den er mindre intense, langsommere og svagere.

Oplysninger, der er indhentet fra “elektronisk” hud ” er oversat til impulser, som dem, der bruges af rigtige neuroner til at kommunikere med hinanden. Så ved hjælp af elektrisk stimulering af disse neuronopathy impulser transmitteres i perifere nerver i huden af den amputerede lemmer, hvilket medfører en følelse af pres og smerte.

For at kontrollere systemet, forskerne har inviteret en gruppe af frivillige. Blandt dem var den 29-årige mand med en amputeret over albuen med venstre hånd. Inden for to måneder, Luke Osborne, var at kortlægge de perifere nerver af en amputeret lemmer. Gennem brug af en svag elektrisk stimulation af de studerende var i stand til at bestemme, hvordan de perifere nerver der er forbundet med fantomsmerter, der blev oplevet som en, der besøger frivillige. I den undersøgelse, Osborn fandt, at overdragelse af en vis mængde strøm ved en bestemt frekvens, der ikke kun tilbage til den menneskelige følelse af touch mistede lemmer, men også forårsaget af en ” fantom-smerter. Ifølge Thakore, smerten var ikke stærk, den frivillige vurderet, at det på 3 point på en 10-pointskala.

Ordningen af systemet “dermis”

Efter de nødvendige kalibrering, forskerne har indsamlet hele systemet: “dermis” sætte på fingrene på en kunstig protese, model neuronopathy pulser lagt i styringen af protesen, og den elektriske stimulator var knyttet til stumpen af et amputeret hånd. Efterfølgende tests viste, at den person, der er i stand til ikke kun at opfatte objektet, som han manipulerer ved hjælp af en kunstig protese, der gør ham til at føle et fantomlem, men også at skelne, om et objekt er, for eksempel, runde eller skarpe. Hertil kommer, at protesen var programmeret til at smerte “følelse” til automatisk at give slip på en skarp genstand, når du definerer denne følelse.

I denne undersøgelse, forskere var i stand til effektivt at formidle sensorisk information til nervesystemet ved hjælp af elektrisk stimulering af huden amputeret arm, men overførsel af neurale impulser kan også gennemføres ved hjælp af andre teknologier. Store forventninger vis implantation teknologi særlige elektroder i hjernen, muskler reinnervation (restaurering af levering af væv nerver, der giver deres forbindelse med det Centrale nervesystem), samt udvikling af teknologi brain-computer interface.

“En dag, alt dette vil vi være i stand til implantatet og integrere direkte ind i vores Centrale nervesystem, og ikke blot i huden. Men vores tilgang er til rådighed her og nu,” siger Thakur.

I den fremtid, han og hans lab planlægger at studere andre materialer, der kunne danne grundlag for en “elektronisk” hud”, og lad den passere en bredere vifte af taktile fornemmelser.

Forskere har udviklet teknologi til at finde deres potentiale inden for robotteknologi og augmented reality. I detaljer Thakor var ikke til at gå, men det er klart, at taktile evne gør det muligt for robotter til mere effektivt at tilpasse sig til at arbejde med forskellige objekter og til at håndtere en bredere vifte af opgaver. Indførelse af teknologi i produktionen processer, der vil reducere omkostningerne og udvide omfanget af dens anvendelse.

Forskere har udviklet en elektronisk hud giver protesen til at føle smerte
Nikolai Khizhnyak


Date:

by