Hud-lignende sensorer hjelper med å fremme AISkin

En gruppe forskere fra University of Toronto har utviklet super-strekkelige, gjennomsiktige og selvdrivende sensorer som vil hjelpe med å fremme kunstig ionisk hud. Sensoren kan registrere de komplekse sansningene av menneskehud, som var en av de store barrierene for å utvikle kunstig hud lik den ekte.

Den nye teknologien kalles AISkin, og forskerne tror at den nye teknologien vil være viktig i bærbare elektroniske enheter, personlig helseomsorg og robotikk.

Professor Xinyu Lius laboratorium arbeider med gjennombruddsområdene ionisk hud og myk robotikk.

“Siden det er hydrogel, er det billig og biokompatibelt – du kan plassere det på huden uten noen toksiske effekter. Det er også svært klebrig, og det faller ikke av, så det er så mange muligheter for dette materialet,” ifølge professor Liu.

AISkin er klebrig og består av to motsatt ladde ark av strekkbare stoffer. Disse stoffene er kjent som hydrogeler. Forskerne overlagrer negative og positive ioner for å skape en “sansningssammenføyning” på overflaten av gelet.

Sansningssammenføyningen fungerer når AISkin utsettes for strekk, fuktighet eller temperaturendringer, som forårsaker kontrollerte ionbevegelser over den. Disse kan deretter måles som elektriske signaler som spenning eller strøm.

“Hvis du ser på menneskehud, hvordan vi sanser varme eller trykk, våre nerveceller overfører informasjon gjennom ioner – det er virkelig ikke så forskjellig fra vår kunstige hud,” sier Liu.

AISkin er både tøff og strekkbar.

Binbin Ying er en besøkende PhD-kandidat fra McGill University, og han leder prosjektet i Lius laboratorium.

Ifølge Ying: “Vår menneskehud kan strekkes omkring 50 prosent, men vår AISkin kan strekkes opp til 400 prosent av sin lengde uten å bryte.”

Forskerne har publisert sine funn i Materials Horizons.

Den nye AISkin kan føre til utviklingen av bestemte teknologier som hud-lignende Fitbits som kan måle flere kroppsparametre. Andre teknologier inkluderer en klebrig berøringsflate som kan feste seg til overflaten av hånden.

“Det kunne fungere for idrettsutøvere som ønsker å måle intensiteten i treningen, eller det kunne være en bærbart berøringsflate for å spille spill,” ifølge Liu.

Teknologien kunne også måle fremgangen i muskelrehabilitering.

“Hvis du plasserte dette materialet på en hanske til en pasient som rehabiliterer hånden, ville helsearbeiderne kunne overvåke fingerbevegelsene,” sier Liu.

Teknologien kunne også spille en rolle innen feltet myk robotikk, eller fleksible roboter laget av polymerer. En av bruksområdene kunne være med myke robotgrepere som håndterer ømfintlige gjenstander i fabrikker.

Forskerne håper at AISkin vil bli integrert i myke roboter for å måle data, som temperaturen på mat eller trykket som kreves for å håndtere bestemte gjenstander.

Laboratoriet vil nå arbeide med å fremme AISkin og redusere størrelsen på sensorene. Bio-sansningsevner vil bli lagt til materialet, som vil tillate det å måle biomolekyler i kroppsvæsker.

“Hvis vi fremmer denne forskningen videre, kunne dette være noe vi kan plassere på som en ‘smart forbinding,'” sier Liu. “Sårheling krever pusteværelse, fuktighetsbalanse – ionisk hud føles som det naturlige neste skrittet.”