Τα τελευταία χρόνια, ο τομέας των προσθετικών μελών έχει επιδείξει μεγάλη βελτίωση χάρη στην ανάπτυξη τεχνολογιών όπως η 3D εκτύπωση και η ρομποτική. Τώρα, μια ομάδα διεθνών ερευνητών παρουσιάζει τα ευρήματά της δίνοντας στον τομέα της προσθετικής μια εντελώς διαφορετική αίσθηση – κυριολεκτικά.
Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ έχει αναπτύξει ένα νέο τεχνητό νευρωνικό σύστημα που έχει τη δυνατότητα να επεξεργάζεται πληροφορίες με τον ίδιο τρόπο που το κάνει και το ανθρώπινο σώμα.
Για τους ερευνητές από το Στάνφορντ και το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ, αυτό σημαίνει ότι το τεχνητό νευρωνικό σύστημα που ανέπτυξαν θα μπορούσε να ενεργοποιήσει το αντανακλαστικά μιας κατσαρίδας ή ακόμη και να αναγνωρίσει τη γραφή Braille.
“Θεωρούμε το δέρμα ως κάτι το δεδομένο, όμως αποτελεί ένα πολύπλοκο σύστημα αισθητήρων, σηματοδότησης και λήψης αποφάσεων”, δήλωσε η Zhenan Bao, καθηγήτρια Χημικής Μηχανικής και μία από τους κύριους συγγραφείς. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το τεχνητό νευρωνικό σύστημα που δημιούργησαν είναι ένα βήμα προς τη δημιουργία αισθητήριων νευρωνικών συστημάτων, όπως είναι το δέρμα.
Έχουν υπάρξει εκατοντάδες καινοτομίες στην προσθετική μελών τα τελευταία χρόνια. Για παράδειγμα, κάποιοι τύποι τεχνητών άκρων διαθέτουν αισθητήρες πίεσης για να ελέγχουν τη λαβή του χρήστη με πιο φυσικό τρόπο. Άλλοι, είναι σε θέση να ελέγξουν τα τεχνητά μέλη χρησιμοποιώντας μόνο τη σκέψη τους.
Ωστόσο, το ανθρώπινο νευρικό σύστημα είναι περίπλοκο και στόχος της ερευνητικής ομάδας ήταν να αναπαράγει αυτό το τεράστιο δίκτυο που επιτρέπει σε πολλές πληροφορίες να ταξιδεύουν μέσα στο σώμα μας, στο μυαλό μας και πάλι πίσω.
Για να το πετύχει αυτό, η ομάδα χρησιμοποίησε διάφορα στοιχεία. Το πρώτο μέρος αυτών, φέρει δεκάδες αισθητήρες για την μέτρηση διαφόρων ειδών πιέσεων. Με το άγγιγμα κάθε αισθητήρα, υπάρχει αυξημένη τάση μεταξύ δύο ηλεκτροδίων. Αυτή η αλλαγή στην τάση συλλαμβάνεται από το δεύτερο μέρος του συστήματος.
Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης έναν δακτυλιοειδή ταλαντωτή για να μετατρέψει τις αλλαγές στην τάση σε ηλεκτρικούς παλμούς. Με τη σειρά τους, αυτοί οι παλμοί μεταφέρονται σε ένα τρανζίστορ. Αυτό το τρανζίστορ δημιουργεί παλμούς που ταιριάζουν με αυτούς που προέρχονται από βιολογικούς νευρώνες.
Αυτό το project είναι μέρος μιας μεγαλύτερης προσπάθειας της Bao για τη δημιουργία ενός συστήματος το οποίο μιμείται τον τρόπο με τον οποίο το δέρμα είναι ελαστικό, θεραπεύεται μόνο του και δρα ως ένα δίκτυο αισθητήρων που μπορεί να στείλει ευχάριστα συναισθήματα στον εγκέφαλο αλλά και να προκαλέσει γρήγορες αποφάσεις.
Το paper που περιγράφει λεπτομερώς το νευρωνικό σύστημα δημοσιεύθηκε σε μια πρόσφατη έκδοση του Science.
Ο καθηγητής Seol του Εθνικού Πανεπιστημίου Tae-Woo Lee είναι υπεύθυνος για το τρανζίστορ. “Οι βιολογικές συνάψεις μπορούν να αναμεταδίδουν σήματα και επίσης να αποθηκεύουν πληροφορίες για να λάβουν απλές αποφάσεις”, δήλωσε ο Lee, ο οποίος είναι επίσης ένας από τους κύριους συγγραφείς του paper. “Το τρανζίστορ εκτελεί αυτές τις λειτουργίες στο τεχνητό κύκλωμα νευρώνων.”
Στόχος των ερευνητών είναι η δημιουργία τεχνητών νευρώνων που βρίσκουν εφαρμογή στην ρομποτική ώστε να βελτιώσουν τον τρόπο με τον οποίο κινούνται.
Πηγές
- news.stanford.edu – An artificial nerve system developed at Stanford gives prosthetic devices and robots a sense of touch
- interestingengineering.com – New Synthetic Nerve System Could Enable Prosthetic Limbs to Have a Sense of Touch
- sciencemag.org – New artificial nerves could transform prosthetics
Γιώτα Ζώτου
Latest posts by Γιώτα Ζώτου (see all)
- Φωτογραφίζοντας τον ‘Ηλιο για πρώτη φορά από απόσταση αναπνοής - 16 Ιουλίου 2020
- Οι πρώτες φωτογραφίες του Ήλιου… από πολύ κοντά! - 15 Ιουλίου 2020
- Τα μαθηματικά που σώζουν ζωές - 14 Ιουλίου 2020
Αφήστε ένα σχόλιο