Najmodernejší výskum­ný inštitút pre mikronanotechnológie na univerzite v austrálskom Melbourne prišiel s novým typom umelej pokožky, ktorá sa správa podobne ako ľudská. Poskytuje takmer okamžitú spätnú väzbu tela a reaguje nielen na bolesť, ale i teplotu a tlak. Rovnakou rýchlosťou ako nervové signály putujúce do mozgu.

Bez planých poplachov

Ako pre server TechX­plore uviedol vedúci odborného tímu a vedecký pracovník profesor Madhu Bhaskaran, ich prototyp predstavuje významný pokrok smerom k biomedicínskym technológiám novej generácie a inteligentnej robotike.

„Koža je najväčším zmyslovým orgánom nášho tela a má komplexné funkcie určené na vysielanie výstražných signálov, keď jej hrozí poškodenie,“ pokračuje. „Prostredníctvom nej cítime dotyky, povrch materiálov, ale bolestivá reakcia sa dostaví až v určitom okamihu. Keď sa napríklad dotkneme niečoho príliš agresívneho, horúceho či ostrého.“ Zdôrazňuje, že toto doteraz žiadna elektronická technológia nedokázala. „Naša umelá pokožka reaguje okamžite, keď tlak, teplo alebo chlad dosiahnu bolestivý prah. Je to zásadný krok v budúcom vývoji sofistikovaných systémov spätnej väzby, ktorý nás posúva vo vývoji skutočne inteligentnej protetiky a robotiky.“

Komplexný systém

Austrálsky vedecký tím vyvinul aj zariadenia využívajúce takzvanú rozťažnú elektroniku. Tie dokážu reagovať nielen na extrémne podnety, ale tiež na bezpečné zmeny teploty a tlaku. Bhaskaran hovorí o troch funkčných modeloch, ktoré boli navrhnuté tak, aby poskytovali kľúčové vlastnosti snímacej schopnosti pokožky. Aby všetko dohromady fungovalo, skombinovali oxidové materiály s biokompatibilným kremíkom a vytvorili extrémne tenkú, priehľadnú, nerozbitnú a nositeľnú elektroniku.

NENÁPADNÁ, ALE ÚČINNÁ Kombinácia oxidových materiálov s biokompatibilným kremíkom umožnila vytvoriť mimoriadne tenkú, priehľadnú, nerozbitnú a nositeľnú elektroniku.
NENÁPADNÁ, ALE ÚČINNÁ Kombinácia oxidových materiálov s biokompatibilným kremíkom umožnila vytvoriť mimoriadne tenkú, priehľadnú, nerozbitnú a nositeľnú elektroniku.
Zdroj: INTERNET

„Prototyp snímača tlaku kombinuje rozťažnú elektroniku a bunky dlhodobej pamäti, snímač tepla spája teplotne reaktívne povlaky a pamäť, zatiaľ čo snímač bolesti integruje všetky tri technológie dohromady,“hovorí člen vedeckého tímu Ataur Rahman. Ako dodáva, pamäťové bunky sú v každom modeli zodpovedné za spustenie reakcie, keď tlak, teplo alebo bolesť dosiahnu stanovenú hranicu. „V podstate sme vytvorili prvé elektronické somatosenzory, replikujúce kľúčové vlastnosti komplexného systému neurónov v tele, nervové dráhy a receptory, ktoré riadia naše vnímanie zmyslových podnetov.“

Zatiaľ len v laboratóriu

Rahman pripúšťa, že podobné systémy už existujú, ale nedosahujú ich úroveň. „Naše prototypy môžu reagovať na skutočný mechanický tlak, teplotu, bolesť a poskytovať správnu elektronickú reakciu. Umelá pokožka teda zistí rozdiel medzi jemným dotykom špendlíka a bodnutím. Čo je zásadný rozdiel.“

Všetko sa, samozrejme, zatiaľ deje len v laboratórnych podmienkach. Ale v prípade úspechu bude nová technológia využiteľná v robotike, medicíne či pri výrobe protéz. „Potrebujeme ešte čas, aby sme ju integrovali do biomedicínskych aplikácií,“uzatvára profesor Bhaskaran.