دانشمندان دانشگاه Tsinghua University چین به پیشرفت جالبی در زمینه فناوری پوست مصنوعی دست یافته‌اند. این محققان موفق به توسعه نخستین پوست الکترونیکی جهان با معماری سه‌بعدی بایونیک شدند. هدف این نوآوری، تقلید قابلیت‌های چشمگیر پوست انسان در زمینه درک لمس است.
این طرح از توزیع فضایی گیرنده‌های مکانیکی موجود در پوست انسان تقلید می‌کند. پوست انسان با شبکه‌ای متراکم از سلول‌های تخصصی با نام گیرنده‌های مکانیکی پوشیده شده است. این گیرنده‌ها به‌صورت سه‌بعدی چیده شده و به ما امکان می‌دهند تا با دقتی استثنایی میان احساسات مختلف مانند فشار، اصطکاک و خمش تمایز قائل شویم.
فناوری کنونی پوست الکترونیکی دچار ضعف بوده و قادر به تکرار این درک ظریف و همزمان در سطح فیزیکی نیست. تیم تحقیقاتی پروفسور Zhang Yihui از دانشگاه Tsinghua University با الهام گرفتن از طبیعت موفق به ابداع یک طرح جدید پوست الکترونیکی با معماری سه‌بعدی شدند.
این طرح از توزیع فضایی گیرنده‌های مکانیکی موجود در پوست انسان مانند سلول‌های مرکل و ذرات روفینی تقلید می‌کند. نتیجه دستگاهی است که قادر به اندازه‌گیری مستقل فشار، اصطکاک و خمش در سطح فیزیکی بوده و این موضوع موجب یک جهش قابل توجه در فناوری لمسی مصنوعی خواهد شد.
به بیان دقیق‌تر این پوست الکترونیکی بایونیک از 3 لایه مجزا ساخته شده و ساختار پوست انسان را منعکس می‌کند. نخستین بخش یعنی اپیدرم، بیرونی‌ترین لایه به‌شمار رفته و به بافت سطح پوست انسان شباهت دارد. قسمت دوم همان درم یا لایه میانی بوده و اکثر سنسورها و مدارها را در خود جای داده است. این لایه دارای ساختار منحصربه‌فرد فنسی 8 بازویی بوده و واحد سنجش نیرو را در خود جای داده است.
این واحد بسیار حساس که نزدیک به سطح قرار گرفته؛ قادر به تشخیص نیروهای خارجی به شکلی موثر خواهد بود. سومین بخش همان بافت زیر جلدی بوده و در واقع به پایین‌ترین لایه زیرین پوست انسان شباهت دارد. تیم تحقیقاتی با ترکیب این پوست الکترونیکی سه‌بعدی با الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشینی عمیق به یک شاهکار قابل توجه دست یافته است.
دستاورد آنها نه تنها قادر به تشخیص لمس است؛ بلکه از طریق تماس ساده می‌تواند میزان سفتی یا شکل یک جسم را تجزیه و تحلیل نماید. این تحقیق پیشگامانه تحت عنوان “پوست الکترونیکی با معماری سه‌بعدی و قابلیت تقلید حس مکانیکی انسان” در مجله علمی معتبر Science چاپ شده است.
این دستاورد از پتانسیل بهتری برای کاربردهای مختلف برخوردار است که از جمله آنها می‌توان به ساخت پروتزهایی با حس لامسه طبیعی‌تر برای افراد دچار قطع عضو و ربات‌هایی با قابلیت‌های لمسی پیشرفته اشاره کرد.
نوشته دانشمندان چینی موفق به توسعه نخستین پوست الکترونیکی با قابلیت تشخیص فشار شدند اولین بار در آی تی رسان منتشر شد.
منبع: آی‌تی‌رسان