Prototip uređaja koji je razvio tim s australskog Sveučilišta RMIT može elektronički preslikati način na koji ljudska koža osjeća bol. Uređaj oponaša gotovo trenutni odgovor tijela na povratne informacije i može reagirati na bolne senzacije istom brzinom osvjetljenja kojom živčani signali putuju u mozak.

Vodeća istraživačica, profesorica Madhu Bhaskaran kaže da je prototip osjetnika boli značajan napredak prema biomedicinskim tehnologijama i inteligentnoj robotici sljedeće generacije.

'Koža je najveći osjetni organ našeg tijela, sa složenim značajkama dizajniranim da šalju upozoravajuće signale čim bilo što zaboli', rekao je Bhaskaran.

Stalno osjećamo stvari kroz kožu, ali naša reakcija na bol započinje tek u određenom trenutku, kao kad dodirnemo nešto prevruće ili preoštro.

'Nijedna elektronička tehnologija do sada nije mogla realno oponašati taj vrlo ljudski osjećaj boli. Naša umjetna koža trenutno reagira čim pritisak, vrućina ili hladnoća dosegnu prag boli', objašnjava profesorica. 'To je presudan korak naprijed u budućem razvoju sofisticiranih sustava povratnih informacija koji su nam potrebni za pružanje uistinu pametne protetike i inteligentne robotike.'

Integracija s biomedicinom

Uz prototip za osjet boli, istraživački tim razvio je i uređaje koji koriste rastezljivu elektroniku i mogu osjetiti i odgovoriti na promjene temperature i tlaka.

Daljnjim razvojem, rastezljiva umjetna koža također bi mogla biti buduća opcija za neinvazivne presatke kože, gdje tradicionalni pristup nije održiv ili ne funkcionira.

'Tek nas čeka pravi posao kako bismo ovu tehnologiju integrirali u biomedicinu, ali osnove - biokompatibilnost, rastezljivost nalik koži - to već sve postoji', rekla je Bhaskaran.

Kako napraviti elektroničku kožu

Novo istraživanje, objavljeno u Advanced Intelligent Systems i prijavljeno kao privremeni patent, kombinira tri tehnologije koje je tim prethodno pokrenuo i patentirao:

Rastezljiva elektronika kombinira oksidne materijale s biokompatibilnim silikonom kako bi se dobila prozirna, nelomljiva i nosiva elektronika tanka poput naljepnice.

Temperaturno reaktivni premazi tisuću su puta tanje od ljudske kose na bazi materijala koji se transformira kao reakcija na toplinu.

Memorija koja oponaša mozak: stanice elektroničke memorije oponašaju način na koji mozak koristi dugotrajnu memoriju kako bi se prisjetio i zadržao prethodne informacije.

Prototip senzora tlaka kombinira rastezljivu elektroniku i dugotrajne memorijske stanice, senzor topline spaja temperaturno reaktivne premaze i memoriju, dok senzor boli integrira sve tri tehnologije.

Prvi elektronički somatosenzori

Memorijske stanice odgovorne su za pokretanje reakcije kad pritisak, toplina ili bol dosegnu zadani prag.

'U osnovi smo stvorili prve elektroničke somatosenzore koji repliciraju ključne značajke složenog sustava tijela neurona, neuronskih putova i receptora koji pokreću našu percepciju osjetnih podražaja', kaže dr. Ataur Rahman.

Iako su neke postojeće tehnologije koristile električne signale kako bi oponašale različite razine boli, ovi novi uređaji mogu reagirati na stvarni mehanički pritisak, temperaturu i bol i pružiti pravi elektronički odgovor.

'To znači da naša umjetna koža zna razliku između nježnog dodirivanja igle prstom ili slučajnog uboda njime; to je ključna razlika koja dosad nije postignuta elektroničkim putem', objašnjava Rahman dosege istraživanja provedenog u RMIT-ovom Micro Nano istraživačkom pogonu za mikro/nano proizvodnju i prototipiranje uređaja.