قام المهندسون بإنشاء جهاز استشعار مرن يحاكي الجلد

أدى العمل المشترك للمهندسين الأمريكيين من جامعة ستانفورد ومركز بالو ألتو للأبحاث إلى إنشاء جهاز استشعار على أساس مرن يمكنه التمييز بين قوة الضغط. يرسل المستشعر نبضات كهربائية مماثلة لتلك القادمة من الجلد - بينما ، مثل الجلد ، يزداد عددها مع قوة الضغط. سيتم استخدام هذه المواد لإنشاء أعضاء اصطناعية من الجيل الجديد.

كما يشرح قائد الدراسةالبروفيسور Zhenan Bao ، الميزة الرئيسية للمستشعر هي أنه ينبعث من النبضات التي يمكن للجهاز العصبي معالجتها مباشرة. وفقا له ، تم إنشاء أجهزة استشعار الضغط بالفعل للأطراف الاصطناعية ، ولكن الدوافع الصادرة عنها لم تكن بالشكل الذي يمكن للدماغ إدراكها. في هذا الصدد ، يحتاج الطرف الاصطناعي إلى جهاز كمبيوتر لتحويل الإشارات.

المستشعر الجديد مجهز بدائرة إلكترونية بسيطة ، مما يسمح لك بإصدار نبضات بالتنسيق المطلوب. نظرًا لأن أجهزة الاستشعار موجودة على مادة مرنة وقابلة للتوسيع ، يمكن أن تكون مفيدة أيضًا في الإلكترونيات القابلة للارتداء. على سبيل المثال ، عند تثبيتها على الملابس ، يمكنك استخدامها لقراءة نبضات القلب أو الضغط.

تتكون إحدى طبقات المستشعر من بوليمر يخترقه الأنابيب النانوية الكربونية وتتشكل على شكل أهرامات. عندما يتم ضغط القاعدة المرنة ، يتم تشويه الأهرامات ، مما يؤدي إلى تغيير في توصيل المنطقة القابلة للانضغاط. وتحت هذه الطبقة توجد دائرة مطبوعة من مذبذب يحول التيار المتناوب إلى قطار من النبضات. كلما كبرت الصحافة ، زاد التيار وأسرع النبض.



لإثبات قدرات المستشعرات ، قام الأستاذ المساعد باو بتطبيق إنجازات علم الوراثة ، وقام بتحويل النبضات الكهربائية من المستشعرات إلى مستشعرات ضوئية. أظهرت التجارب على الفئران التي تم تعديل خلايا دماغها بشكل مناسب أن الخلايا العصبية تستجيب بنجاح للنبضات التي تنتقل بهذه الطريقة ، حتى لو وصل ترددها إلى 200 هرتز.

المشكلة في إيصال النبضات إلى الدماغ من خلال الأقطاب الكهربائية هي أن الأقطاب الصلبة تتلف الخلايا العصبية. تسمح لك Optogenetics بالعمل على الخلايا العصبية دون الاتصال المباشر بها. في المستقبل ، سيكون من الممكن لمثل هذه المستشعرات إنشاء واجهات optogenetic باستخدام الهندسة الوراثية ، أو إنشاء أقطاب كهربائية لا تضر الخلايا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar385591/