Истражувачите создадоа вештачка кожа инспирирана од цефалоподи

Тим инженери од Пен Стејт ги искористија својствата на кожата на најфасцинантните цефалоподи во природата, како што се октоподи, лигњи и сипа за да создадат еластична и паметна вештачка кожа. Вештачката кожа ја имитира еластичноста и невролошките функции на кожата на цефалопод, и може да се користи за широк спектар на апликации како невророботика, кожна протетика, вештачки органи и многу повеќе.

Истражувањето е објавено во Зборникот на Националната академија на науки. Тимот беше предводен од Кунџијанг Ју, Дороти Квигл за развој на кариера вонреден професор по инженерска наука и механика и биомедицинско инженерство.

Рекреација на кожата на цефалопод

Кожата на цефалопод е мек орган кој може да издржи сложени деформации како што се проширување, контракција, свиткување и извртување. Исто така, има когнитивни функции за чувство и одговор кои и овозможуваат на кожата да почувствува светлина, да реагира и да се камуфлира на времето.

Овие типови на вештачки кожи не се сосема нови, а имало и претходни верзии со слични физички и когнитивни способности. Но, Ју вели дека ниту еден не ги покажал истовремено двата квалитети, што е неопходно за напредни, вештачки интелигентни биоелектрични уреди за кожа.

„Иако неодамна беа развиени неколку вештачки уреди за маскирна кожа, тие немаат критична нецентрализирана невроморфна обработка и способност за сознавање, а материјалите со такви способности немаат силни механички својства“, рече Ју. Нашите неодамна развиени меки синаптички уреди постигнаа пресметување инспирирани од мозокот и вештачки нервни системи кои се чувствителни на допир и светлина кои ги задржуваат овие невроморфни функции кога биаксијално се протегаат.

Постигнување паметност и растегливост

Истражувачите решија да постигнат и паметна и растегливост во исто време, а тоа го направија со изградба на синаптички транзистори направени целосно од еластомерни материјали. Гумените полупроводници, кои испраќаат критични пораки напред и назад, работат на сличен начин како и нервните врски. Тие не се под влијание на физичките промени во структурата на системот.

Ју вели дека клучот за создавање на овој тип на уреди за кожа било да се користат еластомерни гумени материјали за секоја компонента, што резултирало со успешно прикажување и одржување на невролошки синаптички однесувања на уредот. Тој можеше да ги покаже овие однесувања, вклучително и сензори за слика и меморирање, дури и кога беше растегната, извиткана и боцкана.

„Со неодамнешниот наплив на уреди за паметна кожа, имплементирањето на невроморфните функции во овие уреди ја отвора вратата за идна насока кон помоќни биомиметици“, рече Ју. „Оваа методологија за имплементирање на когнитивните функции во уредите за паметна кожа може да се екстраполира во многу други области, вклучително и невроморфни компјутерски уреди за носење, вештачки органи, мека невророботика и кожна протетика за интелигентни системи од следната генерација“.

Истражувањето ги вклучи и коавторите Хјунсеок Шим, Сеонмин Џанг и Шубам Пател, Одделот за инженерска наука и механика на Стејт Пен; Аниш Тукрал и Бин Кан, Катедра за машинско инженерство на Универзитетот во Хјустон; Seongsik Jeong, Hyeson Jo и Hai-Jin Kim, Gyeongsang National University School of Mechanical and Airspace Engineering; Гуодан Веи, институт Цингхуа-Беркли Шенжен; и Веи Лан, Факултетот за физички науки и технологија на Универзитетот Ланжу.