Tapintható távolságba került a mesterséges bőr kifejlesztése

Egy leheletvékony új nyomásérzékelő lehet a kulcsa a valódi érzékelésre is képes mesterséges bőr létrehozásának.

A tapintás érzékelése rendkívül fontos az önvezérlő robotok és a mesterséges végtagok kifejlesztésének szempontjából. A mesterséges emberi bőr megalkotása azonban hatalmas mérnöki feladat, mivel a bőr a legkisebb érintést is képes érzékelni, nagyon hajlékony és nagyon kevés energiát használ fel a működéshez. Egy, a Nature Communications című tudományos szaklap májusi számában megjelent cikk szerint azonban nemrég sikerült kifejleszteni egy olyan érzékelőt, amely lehetővé teheti a mesterséges bőr létrehozását. A Stanford Egyetem vegyészmérnök professzora, Zhenan Bao szerint az érzékelő még az emberi bőrnél is érzékenyebb a nyomásra. „Ha az ujjunkkal megérintjük a bőrünket vagy a kezünket, nagyjából a kilopaszkál-tartományban lévő nyomást fogunk kifejteni” – nyilatkozta Bao. „A mi érzékelőnk azonban ennél százszor kisebb érintést is képes érzékelni.”

Bao és kollegái évek óta dolgoznak az emberi bőr működésén alapuló elektromos szerkezetek létrehozásán. 2010-ben kifejlesztettek egy vékony gumiból készült extraérzékeny nyomásérzékelőt, annak az érzékelőnek azonban nem volt megfelelő a tranzisztora, amely az érzékelőből származó jel továbbításáért felelős félvezető.

„Az új tranzisztor rugalmas polimer félvezetőből készült” – magyarázta Bao. „Ha van egy réteg gumink, amire nyomást fejtünk ki, a guminak meg fog változni az alakja. És amint megváltozik az alakja, megváltozik az is, hogy mennyi töltést tud tárolni. Ezek a töltések pedig befolyásolják, hogy mennyi áram jut a tranzisztorba.”

Az érzékelő mindenféle helyzetben működik, meghajlítva, megcsavarva is. Bao és kollegái egy férfi csuklóján próbálták ki, és rájöttek, hogy az eszköz sokkal pontosabban érzékeli az érverést, mint a pulzusra szorított emberi ujj, mivel nem csak az első, erősebb lökést érzékeli, hanem a vér visszaverődését, és egy harmadik, még gyengébb hullámot is, ami az artériák meszesedéséről adhat bővebb információt.

A következő lépés az lenne, hogy Bao és kollégái hordozhatóvá tegyék az eszközt. A végső cél az, hogy olyan mesterséges bőrt hozzanak létre, amely érzékelni és érezni is képes. „Hogy teljesen működő mesterséges bőrt hozhassunk létre, össze kellene kötnünk az érzékelőket a központi idegrendszerrel, hogy a jeleket közvetlenül az agynak küldhesse az eszköz” – mondta Bao. „Ez pedig hatalmas kihívás.”