Kunstig hud gir et skritt mot bioniske hender

Med finansiering fra det amerikanske forsvarsdepartementet gjør flere forskere fremskritt mot mer menneskelignende protesehender – de som gir brukerne en følelse av kontroll og berøring.

Fingertuppene på denne protesehånden er dekket med en ny form for kunstig hud som kan fange opp små trykkgradienter.

hvor lenge å reise til alpha centauri

Forskere fra Stanford annonserte en ny type trykksensor i form av et flatt, fleksibelt materiale som til slutt kan tjene som en kunstig hud som kan gå over proteser, slik at brukere ikke bare kan manipulere gjenstander, men også føle dem. Sensorene sender pulser som hjernen tolker for å bestemme en viss berøringssans. Det etterligner direkte det biologiske systemet, sier lederforsker Zhenan Bao.



Skinnet er laget av plast som er trykket med et vaffelmønster for å gjøre det komprimerbart. Innebygd på innsiden er nanorør av karbon - små sylindre av rent karbon som leder elektrisitet. Klemming av materialet bringer stengene nærmere hverandre, og skaper raskere pulser når trykket øker.

I en avis i denne ukens utgave av Vitenskap , Bao og kollegene hevder at sensorene kan fange opp graderinger i trykk som tilsvarer forskjellen mellom et fast håndtrykk og et slappt. Dette er bare en komponent av berøring, og den ble ikke testet på mennesker. I stedet sendte Bao og hennes kolleger signalene til skiver av musehjernen in vitro – bare for å vise at de kunne få sensoren til å kommunisere med nevroner.

Likevel er det et lovende skritt i søken etter å gjøre protetiske lemmer mer ekte. Det er umulig å gjøre mye av noe med en håndprotese hvis du ikke kan føle, sier Sliman Bensmaia, en biolog og beregningsnevroforsker som jobber med kunstige lemmer ved University of Chicago. Berøring, sier han, er vanskelig å gjenskape fordi det er en overraskende kompleks følelse. Vi kan ikke bare skille silke fra sateng, men også skille billig silke fra god silke. Vi gjør dette fordi huden vår kan føle teksturer ned til 10s av nanometer.

Etter hvert håper forskerne å kanalisere informasjon fra kunstige sensorer inn i de perifere nervene som en gang var koblet til den tapte hånden. Allerede har de laget grensesnitt som gir brukerne muligheten til å åpne og lukke hendene (se En kunstig hånd med ekte følelse). Det de vil ha neste gang er den fine koordineringen som lar oss bevege hver finger separat.

Og det vil kreve elektriske pulser for å reise begge veier - signaler fra en pasients muskler og nerver som beveger protesen, og sensorer som gir naturlig tilsynelatende tilbakemelding til pasienten. Det er delvis en oversettelsesoppgave ettersom de prøver å få sensorene til å snakke nervesystemets språk, sier Dustin Tyler, professor i biomedisinsk ingeniørfag ved Case Western Reserve University.

mobiltelefon i mikrobølgeovn

Den vanskelige delen er å skape et grensesnitt mellom protesen og pasienten som gjør at dette språket kan overføres i all dets kompleksitet. Vi er ikke på det punktet hvor vi kan reprodusere naturlig berøring, men vi er på det punktet hvor vi kan formidle nyttig berøringsfølelse, sier Bensmaia.

gjemme seg