جلد إلكتروني متقدم حديثًا يطور الروبوتات الإنسانية

التطورات في الجلد الاصطناعي أو الإلكتروني أساسية لإنشاء روبوتات إنسانية، حيث يوفر الجلد لنا البشر الحس باللمس، والقدرة على كشف درجة الحرارة والألم، والعديد من الجوانب المهمة الأخرى للحياة. الجسم البشري يحتوي على مستقبلات لمسية موجودة في الجلد، وهو ما يسمح لنا بتحويل درجة الحرارة أو المحفزات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية للدماغ.

من الصعب للغاية تكرار هذه القدرات في الجلد الإلكتروني، والنسخ الحالية قادرة فقط على كشف الحركة أو درجة الحرارة بشكل منفصل. لم يكن هناك أي شيء يمكنه القيام بذلك معًا مثل الجلد البشري، حتى الآن.

جلد أيوني إلكتروني متعدد الوظائف

فريق من الباحثين في جامعة ستانفورد طور جلدًا أيوني إلكترونيًا جديدًا متعدد الوظائف يمكنه القيام بذلك. من خلال تطبيق خصائص خاصة للموصلات الأيونية، تمكن الفريق من إنشاء هياكل بسيطة تسمح للجلد الإلكتروني بقياس درجة الحرارة والتحفيز الميكانيكي في نفس الوقت.

الفريق شمل أستاذ POSTECH Unyong Jeong والدكتور Insang You من قسم علوم وهندسة المواد، بالإضافة إلى أستاذ Zhenan Bao. تم نشر النتائج في Science في 20 نوفمبر.

قبل هذا التطور، كان الجلد الإلكتروني يعاني من أخطاء كبيرة في قياس درجة الحرارة عند تطبيق محفزات ميكانيكية عليه. نظر الفريق إلى الجلد البشري كsource للإلهام وأنشأ المستحسناً مع الكهرليات، حيث إنها مسؤولة عن منح الجلد البشري القدرة على التمدد بحرية دون كسر. يمكن لمادة الموصل الأيوني التي تحتوي على الكهرليات أن يكون لها خصائص قابلة للقياس مختلفة حسب تردد القياس.

من خلال كل ذلك، طور الفريق مستقبلًا اصطناعيًا متعدد الوظائف يمكنه قياس الحس اللمسية ودرجة الحرارة في نفس الوقت. تمكن الفريق من استخراج وقت استرخاء الشحنة والسعة المعيارية، وهما متغيران يمكنان قياس درجة الحرارة والحركات دون الاستجابة للآخر.

المستقبل الاصطناعي الجديد له العديد من الاستخدامات التجارية المحتملة، حيث يمكنه قياس درجة حرارة الكائن المطبق وملف التمدد عند التحفيز الخارجي.

جلد إنساني

فيما يتعلق بجلد أيوني إلكتروني متعدد الوظائف، يمكن تطبيقه على مستحسنة درجة الحرارة القابلة للارتداء أو جلد الروبوت لجعلها أكثر إنسانية.

الدكتور Insang You هو المؤلف الأول للبحث.

“عندما يلمس إصبع السبابة جلدًا إلكترونيًا، يكتشف الجلد الإلكتروني الاتصال كتغير في درجة الحرارة، وعندما يدفع الإصبع الجلد، يتمدد الجزء الخلفي من منطقة الاتصال ويعترف به كحركة”، قال يوو. “أشك في أن هذا الآلية هو أحد الطرق التي يعترف بها الجلد البشري بالمحفزات المختلفة مثل درجة الحرارة والحركة”.

كان Jeong هو المؤلف المطابق.

“هذه الدراسة هي الخطوة الأولى في فتح الباب لبحث الجلد الإلكتروني متعدد الوظائف باستخدام الكهرليات”، قال Jeong. “الهدف النهائي لهذا البحث هو إنشاء جلد أيوني إلكتروني اصطناعي ي模يت المستقبلات اللمسية والناقلات العصبية البشرية، مما سيساعد في استعادة الحس باللمس في المرضى الذين فقدوا الحس باللمس بسبب المرض أو الحوادث”.