الجلد الإلكتروني المطوَّر حديثًا يطور الروبوتات البشرية

تعتبر التطورات في الجلد الاصطناعي أو الإلكتروني أمرًا أساسيًا في إنشاء الروبوتات الشبيهة بالبشر ، حيث يزودنا البشر بحاسة اللمس والقدرة على اكتشاف درجة الحرارة والألم والعديد من الجوانب المهمة الأخرى في الحياة. يحتوي جسم الإنسان على مستقبلات لمسية موجودة في الجلد ، وهو ما يسمح لنا بتحويل درجة الحرارة أو المنبهات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية للدماغ.

من الصعب للغاية تكرار هذه القدرات في الجلد الإلكتروني ، وإصدارات اليوم قادرة فقط على اكتشاف الحركة أو درجة الحرارة بشكل منفصل. لا يزال هناك أي شخص يمكنه القيام بالأمرين في نفس الوقت مثل جلد الإنسان ، حتى الآن.

جلد إلكتروني متعدد الوسائط

طور فريق بحثي في ​​جامعة ستانفورد جلدًا إلكترونيًا جديدًا متعدد الوسائط قادرًا على القيام بذلك. من خلال تطبيق الخصائص الخاصة للموصلات الأيونية ، تمكن الفريق من إنشاء هياكل بسيطة تسمح للجلد الإلكتروني بقياس درجة الحرارة والتحفيز الميكانيكي في نفس الوقت.

ضم الفريق أستاذ POSTECH Unyong Jeong والدكتور Insang You من قسم علوم وهندسة المواد ، بالإضافة إلى البروفيسور Zhenan Bao. تم نشر النتائج في علومفي نوفمبر تشرين الثاني.

قبل هذا التطور ، غالبًا ما عانى الجلد الإلكتروني من أخطاء كبيرة في قياس درجة الحرارة عند تطبيق المنبهات الميكانيكية عليه. نظر الفريق إلى جلد الإنسان على أنه مصدر إلهام وابتكر المستشعر بالإلكتروليتات ، لأنهما مسؤولان عن إعطاء جلد الإنسان القدرة على التمدد بحرية دون أن ينكسر. يمكن أن تحتوي مادة موصل الأيونات التي تحتوي على إلكتروليتات على خصائص مختلفة قابلة للقياس اعتمادًا على تردد القياس.

من خلال كل هذا ، طور الفريق مستقبلًا صناعيًا متعدد الوظائف قادرًا على قياس الإحساس باللمس ودرجة الحرارة في وقت واحد. كان الفريق قادرًا على اشتقاق وقت استرخاء الشحنة والسعة الطبيعية ، وهما متغيرين يمكنهما قياس درجة الحرارة والحركات دون الاستجابة للآخر.

يحتوي المستقبل الصناعي المطور حديثًا على العديد من الاستخدامات التجارية المحتملة ، حيث يمكنه قياس درجة حرارة الجسم المطبق بدقة وملف تعريف الإجهاد عند المنبهات الخارجية.

الجلد البشري

أما بالنسبة للجلد الأيوني الإلكتروني متعدد الوسائط ، فيمكن تطبيقه على مستشعرات درجة الحرارة التي يمكن ارتداؤها أو جلود الروبوت لجعلها أقرب إلى البشر.

الدكتور Insang You هو المؤلف الأول للبحث.

قلت: "عندما يلمس إصبع السبابة جلدًا إلكترونيًا ، يكتشف الجلد الإلكتروني التلامس كتغير في درجة الحرارة ، وعندما يدفع الإصبع الجلد ، يتمدد الجزء الخلفي من منطقة التلامس ويتعرف عليها كحركة". "أظن أن هذه الآلية هي إحدى الطرق التي يتعرف بها جلد الإنسان الفعلي على المنبهات المختلفة مثل درجة الحرارة والحركة."

كان جيونج هو المؤلف المقابل.

قال جيونج: "هذه الدراسة هي الخطوة الأولى في فتح الباب أمام أبحاث إلكترونية متعددة الوسائط للجلد باستخدام الإلكتروليتات". "الهدف النهائي من هذا البحث هو إنشاء جلد أيوني إلكتروني اصطناعي يحاكي المستقبلات اللمسية والناقلات العصبية البشرية ، مما يساعد على استعادة حاسة اللمس لدى المرضى الذين فقدوا الإحساس باللمس بسبب المرض أو الحوادث."