Новата 'Smart Skin' Може Да Направи Протезирането По-Скоро Като Истински Крайници

{h1}

Нова протезна кожа, която е топла и еластична като истинската кожа и е пълна с много различни видове сензори, може един ден да помогне на хората с протезни крайници да си възвърнат чувството на допир, казват изследователите.

Нова протезна кожа, която е топла и еластична като истинската кожа и е пълна с много различни видове сензори, може един ден да помогне на хората с протезни крайници да си възвърнат чувството на допир, казват изследователите.

В експериментите изследователите ламинираха "електронна кожа" - протезна кожа, вградена с електроника - върху протезна ръка. Те открили, че кожата може да преживее сложни операции, като ръкостискане, потупване на клавиатури, хващане на бейзболи, държане на топли или студени напитки, докосване на сухи или мокри пелени и докосване на други хора. Електронната кожа се оказа толкова чувствителна, колкото се очаква на натиск, разтягане, температура и влажност, като успешно предава данни бързо и надеждно, казват изследователите.

Учените включиха отоплителни устройства в цялата протезна кожа, които могат да я накарат да се почувства поне толкова топла, колкото телесната температура на човек. Човешката кожа е еластична, мека и топла, каза съавторът на изследването Dae-Hyeong Kim, биомедицински инженер от Националния университет в Сеул в Южна Корея. "Нашето устройство има такива свойства", каза Ким. [Бионични хора: Топ 10 технологии]

През последните години много изследователски групи по целия свят разработват бионични ръце и крака, които могат да помогнат на пациентите да заменят изгубените крайници. Все по-често учените търсят начини да свържат тези бионични крайници с нервната система на човека, което би могло да помогне и за възстановяване на чувството на допир на пациентите.

Но възпроизвеждането на сензорните възможности на истинската кожа се оказа предизвикателство. Неотдавнашните усилия бяха насочени към разработване на интелигентна протеза, вградена със сензори, но тези сензори бяха ограничени или доколко чувствителни са, или до това колко данни могат да измерят.

Предлаганата протезна кожа може да бъде опъната свободно до 50 процента, казаха изследователите.

Предлаганата протезна кожа може да бъде опъната свободно до 50 процента, казаха изследователите.

Кредит: Ким и др.

Новата кожа е изключително чувствителна и може да усети голямо разнообразие от данни, като например информация за температура, влажност, разтягане и налягане, казаха изследователите. Това би могло да помогне да се доведат до "протезни устройства за пациенти, които са загубили ръцете, краката или кожата", добави Ким.

Обикновено има два фактора, които влияят върху полезността на сензорите: колко чувствителни са и динамичният им обхват - тоест обхватът на данните, които могат да измерват. "Тези два [фактора] имат компенсираща връзка помежду си - високата чувствителност обикновено води до малък диапазон от измервания", каза Ким пред WordsSideKick.com.

Един проблем при предишните опити да се направи интелигентна протеза беше, че сензорите, които се използват, бяха твърди или в най-добрия случай полугъвкави. Това означаваше, че те могат да огънат само определено количество, преди да се счупят, като по този начин ограничават обхвата на измерванията, които биха могли да направят.

За разлика от тях, новата кожа използва сензори, изработени от силиконови панделки, които имаха вълнообразна, подобна на змия форма. Тази форма позволява на сензорите да издържат на повече напрежение - тоест разтягане - без счупване, и им позволява да измерват по-голям диапазон от данни.

Изследователите също така отбелязват, че протезната кожа може да се разтегне повече на някои части на тялото, отколкото на други. "Някои части на ръката се простират само няколко процента, докато други части [протягат] повече от 20 процента", каза Ким.

Като такива изследователите съпоставят свойствата на сензорите върху електронната кожа с това колко разтягане ще изпита в зависимост от това коя част на тялото покрива. Например, изследователите направиха протезната кожа по-чувствителна за зоните, предназначени да покрият части от ръката, където кожата обикновено не се разтяга много. Но за протезна кожа, която покрива части, където кожата би се разтегнала много, те се фокусираха върху подобряването на обхвата от данни, които биха могли да измерят.

Предложената протезна кожа, прикрепена към протезна ръка.

Предложената протезна кожа, прикрепена към протезна ръка.

Кредит: Ким и др.

В допълнение, изследователите целяха да направят протетичната им кожа да се чувства като истинска кожа. "Усещането за изкуствени или протетични ръце към други хора, които взаимодействат с носителя на тези устройства, е друга важна точка, която трябва да се има предвид", каза Ким.

Учените също комбинираха своята електронна кожа с масив от разтегливи платинени електроди, които биха стимулирали нервите да препредават сензорни данни на мозъка. Тези електроди бяха покрити с микроскопични частици от цериев оксид, за да помогнат за овладяване на възпалението, което такива електроди могат да задействат в тялото. В експерименти с плъхове изследователите показаха, че този електрод може да предава данни за натиска на допир до мозъка.

Въпреки това, все още има опасения за безопасността на този електрод, като например възможността разрушени електроди да навлязат в кръвния поток и да причинят щети, казаха изследователите.

В бъдеще учените се надяват да проведат още опити с животни на своето устройство. Те подробно разкриха своите открития онлайн на 9 декември в списанието Nature Communications.

Следвайте науката на живо @wordssidekick, Facebook и Google+. Първоначално публикуван в WordsSideKick.com.


Видео Добавка: Alan Russell: The potential of regenerative medicine.




Изследване


Смъртоносен Плод: Е Открита Причина За Мистериозна Мозъчна Болест В Индия
Смъртоносен Плод: Е Открита Причина За Мистериозна Мозъчна Болест В Индия

Пестициди, Свързани С Риска От Паркинсон При Хора Със Специфичен Ген
Пестициди, Свързани С Риска От Паркинсон При Хора Със Специфичен Ген

Наука Новини


Как Наса Подобри Телевизионната Технология?
Как Наса Подобри Телевизионната Технология?

Как Работят Огнеборците
Как Работят Огнеборците

Набиране На Роботи 9-1-1
Набиране На Роботи 9-1-1

Как Работи Мозъкът Ви
Как Работи Мозъкът Ви

Гледайте: Първи Кадри На Гущери, Дишащи Под Вода
Гледайте: Първи Кадри На Гущери, Дишащи Под Вода


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com