Новая «искусственная кожа» для протезов конечностей уже способна к осязанию

Профессор Бао, уже десять лет, работает над разработкой нового материала, который способен имитировать способность кожи к изгибу и восстановлению, а также посылать специальные сигналы в мозг, которые представляют собой сенсорную, температурную и болевую чувствительность. Ее конечная цель заключается в создании гибкой ткани с множеством датчиков, которой можно будет покрыть протез и, она будет копировать некоторые из чувств настоящей кожи.

Новая кожа состоит из двух слоев особого пластика. Верхний слой имеет чувствительный механизм, а нижний слой работает как контур, посылающий электрические сигналы и переводящие их в импульсы, понятные для нервных клеток. В рамках нового этапа работы, верхний слой имеет датчик, который дифференцирует давление, например, между легким нажатием кончиком пальца и крепким рукопожатием.

Около 5 лет назад, команда впервые описала каким образом пластмассу и резину можно использовать в качестве датчиков давления, путем изменения гибкости их молекулярной структуры. Они смогли увеличить эту чувствительность давления путем встраивания специального клетчатого шаблона в пластик и его дальнейшей конденсации в молекулярную решетку.

Для перевода давления в электронный сигнал, исследователям пришлось встроить миллиарды углеродных нанотрубок в пластик. Они объясняют, что сжатие пластика сводит нанотрубки ближе друг к другу, что делает их электропроводными.

Благодаря этому, пластмассовый датчик в состоянии подражать человеческой коже, тому, как она передает информацию о давлении в мозг в виде коротких импульсов электроэнергии - вроде азбуки Морзе.

Короткие импульсы затем направляются к распознающему механизму. Затем механизм, подключенный ко второму слою их искусственной кожи, может нести импульсы в нервные клетки.

Их последней задачей было доказать, что электрический сигнал может быть распознан нейроном. Для завершения этой задачи, исследователи сделали цепь нейронов, которые копируют часть нервной системы человека, переводя электронные сигналы давления от их искусственной кожи в световые импульсы. Это, в свою очередь, активировало нейроны и доказало, что их кожа может создать сенсорный выход, который способен взаимодействовать с живыми нервными клетками.

Работа команды является важным шагом к созданию искусственных конечностей с чувством осязания.