Pada tahun lalu, dokter dan insinyur telah melihat sukses besar dalam menyediakan amputasi kaki palsu yang sangat terkendali. DEKA "Luke Arm, " misalnya, memberi si pemakai kontrol yang cukup tepat untuk makan dengan sumpit — itu juga lengan bionik pertama yang disetujui oleh FDA.
Konten terkait
- Jaringan Saraf Tiruan Ini Menghasilkan Garis Penjemputan yang Absurd
Tetapi komunikasi dengan anggota tubuh buatan ini adalah sesuatu dari jalan satu arah. Pengguna dapat mengontrol lengan, tangan dan kaki melalui koneksi yang dirancang dengan hati-hati dengan saraf dan otot yang ada, tetapi mereka tidak mendapatkan umpan balik siap dari tungkai buatan seperti yang mereka lakukan melalui kulit asli. Itu berarti mereka mungkin tidak tahu kapan ada sesuatu yang panas, sangat halus atau akan lepas dari genggaman mereka.
Awal pekan ini, para peneliti dari Seoul National University dan startup MC10 yang berbasis di Cambridge, Massachusetts, meluncurkan solusi mereka: polimer sarat sensor yang dirancang untuk meregangkan dan terasa seperti kulit manusia yang nyata yang dapat menutupi perangkat buatan dan memberi sentuhan sentuhan kepada penggunanya. di masa depan. Tim yang dipimpin oleh Dae-Hyeong Kim, menerbitkan penelitiannya di jurnal Nature Communications .
Inovasi utama di sini adalah fleksibilitas — baik dalam hal ketangkasan fisik dan rentang sensasi. Tidak seperti sensor yang digunakan dalam upaya sebelumnya, Kim mampu bergerak dan meregangkan kulit. Potongan tipis emas dan silikon yang tertanam dalam polimer, yang disebut elastomer, berjumlah hingga 400 sensor per milimeter persegi. Potongan-potongan tersebut ditenun menjadi kisi, yang memungkinkan bahan tersebut meregang dengan risiko patah yang minimal. Jaringan elektroda yang dapat direnggangkan mensimulasikan saraf. Bersama-sama, sensor dapat mendeteksi suhu, kelembaban, tekanan dan tekanan fisik.
Namun, tidak setiap bagian dari bahan itu merentang merata, karena para peneliti ingin mencocokkan kelenturannya dengan variasi yang melekat di seluruh tubuh. "Beberapa bagian dari tangan hanya meregang beberapa persen, sedangkan bagian lain [meregang] lebih dari 20 persen, " Kim menjelaskan kepada LiveScience . Pada saat yang sama, area tubuh yang berbeda memiliki lebih atau kurang fleksibel; misalnya, kulit di atas lutut lebih fleksibel daripada di tangan. Pemanas kecil di dalam polimer memberikan kehangatan kulit manusia.
Berkat desain tenunannya, kulit pintar baru dapat melenturkan tanpa merobek. (Courtesy Kim, et. Al / Komunikasi Alam) Sementara proyek ini menggembirakan, para ahli mengatakan itu masih jauh dari tindakan. "Demonstrasi bukti-konsep ini menarik, tetapi ada banyak kerja keras yang masih menunjukkan kekuatan dan kinerja yang diperlukan untuk menerjemahkan perangkat ini ke tangan palsu yang dapat digunakan, " Dustin Tyler, seorang profesor teknik biomedis di Case Western Reserve Universitas yang berspesialisasi dalam antarmuka saraf, mengatakan kepada MIT Technology Review .
Secara khusus, tim harus mencari cara untuk menghubungkan kulit ke sistem saraf pusat manusia, yang memungkinkannya untuk mengalami sensasi yang diberikannya. Prototipe berinteraksi dengan sistem saraf tikus melalui serangkaian kawat nano platinum yang dirawat untuk mencegah peradangan. Sejauh ini, para peneliti telah berhasil menunjukkan bahwa kulit dapat memicu korteks sensorik tikus, tetapi tidak dapat mengetahui indera apa yang dipicu. Mereka harus pindah ke pengujian pada hewan yang lebih besar berikutnya, sebelum menjelajah ke percobaan manusia.
Karya Kim memiliki leg-up konseptual pada upaya sebelumnya, yang umumnya menyampaikan satu perasaan pada suatu waktu. Sebagai contoh, tahun lalu, Tyler dan rekannya di Cleveland Veterans Affairs Medical Center mampu menyampaikan indera sentuhan melalui 20 sensor di tangan palsu dengan menghubungkan perangkat ke bundel saraf. Dan awal tahun ini, para peneliti di Institut Teknologi Federal Swiss menggunakan metode serupa untuk memungkinkan orang yang diamputasi untuk membedakan bentuk benda melalui sentuhan. Sementara itu, tim di Universitas Northwestern telah berhasil menyampaikan perasaan suhu dan getaran dengan menggunakan otot yang ada sebagai penguat sensorik.
Kim dan timnya mematenkan desain mereka, tetapi mereka tidak memiliki waktu, pada saat ini, karena melepaskan kulit buatan kepada publik.
