https://frosthead.com

Kunstlik nahk võib aidata proteeside kandjatel end tõeliselt tunda

Viimase aasta jooksul on arstid ja insenerid näinud suurt edu amputeeritud varustamisel väga kontrollitavate proteesiga jäsemeid. Näiteks DEKA "Luke Arm" annab kandjale söögipulgadega söömiseks piisavalt täpse kontrolli - see on ka esimene FDA poolt heaks kiidetud biooniline haru.

Seotud sisu

  • See kunstlik närvivõrk loob absurdseid pikapliinid

Kuid nende kunstlike jäsemetega suhtlemine on midagi ühesuunalist. Kasutajad saavad käsi, käsi ja jalgu juhtida läbi hoolikalt kavandatud ühenduste olemasolevate närvide ja lihastega, kuid nad ei saa kunstlikust jäsemest valmis tagasisidet, nagu teeksid nad läbi pärisnaha. See tähendab, et nad ei pruugi teada saada, kui midagi torustikku tormab, on eriti delikaatne või libiseb käest.

Selle nädala alguses tutvustasid Seouli riikliku ülikooli ja Cambridge'i Massachusettsi baasil kantavate riiete startup MC10 oma lahendust: anduriga koormatud polümeer, mis on loodud venitama ja tundma end nagu tõeline inimese nahk, mis võiks katta proteesiseadmeid ja anda kandjatele puutetunde. tulevikus. Dae-Hyeong Kimi juhitud meeskond avaldas oma uurimistöö ajakirjas Nature Communications .

Peamine uuendus on paindlikkus - nii füüsilise osavuse kui ka aistingute ulatuse osas. Erinevalt varasemates ettevõtmistes kasutatud anduritest suudavad kimid liikuda ja venitada nagu nahk. Polümeeris, elastomeeriks nimetatud õhukesed kullast ja silikoonist ribad on kuni 400 andurit ruutmillimeetri kohta. Ribad on kootud võreks, mis võimaldab materjalil venida minimaalse murdumisohuga. Venitatavate elektroodide võrk simuleerib närve. Andurid saavad koos tuvastada temperatuuri, niiskuse, rõhu ja füüsilise koormuse.

Kuid mitte iga materjali osa ei veni võrdselt, kuna teadlased soovisid selle paindumist sobitada kogu kehale iseloomulike variatsioonidega. "Mõned käeosad sirutuvad vaid mitu protsenti, teised aga [20] rohkem kui 20 protsenti, " selgitas Kim LiveScience'ile . Samal ajal on erinevad kehapiirkonnad enam-vähem painduvad; näiteks põlve kohal olev nahk on elastsem kui käel. Polümeeri väikesed küttekehad annavad sellele inimese naha soojust.

Tänu kootud disainile saab uus nutikas nahk painduda. Tänu kootud disainile saab uus nutikas nahk painduda. (Viisakus Kim jt / Nature Communications)

Kuigi projekt on julgustav, väidavad eksperdid, et see pole veel kaugeltki teostatav. "See kontseptsiooni tõestuse tutvustamine on huvitav, kuid selle seadme kasutamisel proteesimiseks mõeldud kätesse tõlkimiseks vajaliku vastupidavuse ja jõudluse näitamiseks on vaja veel palju vaeva näha, " ütles Case Western Reserve'i biomeditsiinitehnika professor Dustin Tyler. Neuriliidestele spetsialiseerunud ülikool ütles MIT Technology Review .

Täpsemalt peab meeskond välja mõtlema viisi, kuidas ühendada nahk inimese kesknärvisüsteemiga, võimaldades tal kogeda selle tekitatavaid aistinguid. Prototüüp interakteerub roti närvisüsteemiga läbi plaatina nanovõtude sarja, mida töödeldakse põletiku vältimiseks. Siiani on teadlased edukalt tõestanud, et nahk võib vallandada roti sensoorse koore, kuid ei oska öelda, millised ajud vallanduvad. Enne inimkatsete alustamist peavad nad minema katsetele suuremate loomadega.

Kim'i loomingul on kontseptuaalne eelnevate jõupingutuste tugipunkt, mis üldiselt edastab ühte mõtet korraga. Näiteks eelmisel aastal suutsid Tyler ja Clevelandi veteraniküsimuste meditsiinikeskuse kolleegid edastada puutetunnet proteesitavas käes oleva 20 anduri kaudu, ühendades seadme närvikimpudega. Ja selle aasta alguses kasutasid Šveitsi föderaalse tehnoloogiainstituudi teadlased sarnast meetodit, mis võimaldas amputeerimisel eristada objektide kuju puudutuse kaudu. Samal ajal on Northwesterni ülikooli meeskond edukalt edastanud temperatuuri ja vibratsiooni tundeid, kasutades sensoorsete võimenditena olemasolevaid lihaseid.

Kim ja tema meeskond patenteerisid oma disaini, kuid neil pole praegu kunstnaha üldsusele vabastamiseks ajakava.

Kunstlik nahk võib aidata proteeside kandjatel end tõeliselt tunda