چاپ سه بعدی شبیه ترین پوست مصنوعی به پوست انسان
گروه هوش مصنوعی: چاپ سه بُعدی یک پوست الکترونیکی جدید، تعاملی نوین میان انسان و ماشین را نوید می دهد.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، پوست انسان با بیش از ۱۰۰۰ پایانه عصبی، بزرگترین ارتباط حسی مغز با دنیای خارج است که بوسیله لمس، دما و فشار، بازخورد زیادی را ارائه می دهد.
در صورتیکه این خاصیت های پیچیده، پوست را به یک اندام حیاتی تبدیل می کنند، شبیه سازی آنرا نیز به کاری چالش برانگیز تبدیل می کند.
به نقل از تی ای، پژوهشگران دانشگاه A&M تگزاس با بهره گیری از هیدروژل های نانومهندسی شده که قابلیت های سنسور زیستی الکترونیکی و حرارتی قابل تنظیم را نشان می دهند، پوست الکترونیکی چاپ شده سه بعدی (E-skin) جدیدی را به وجود آورده اند که می تواند انعطاف پذیر، کشسان و شبیه به پوست انسان باشد.
دکتر آخیلش گهاروار، استاد و مدیر تحقیقات دپارتمان مهندسی بیومدیکال اظهار داشت: توانایی شبیه سازی حس لامسه و ادغام آن در فناوری های مختلف، فرصت های جدیدی را برای تعامل انسان و ماشین و تجربیات حسی پیشرفته باز می کند. این کار بطور بالقوه می تواند صنایع را متحول کند و کیفیت زندگی افراد دارای معلولیت را بهبود بخشد.
کاربردهای آینده پوست الکترونیکی بسیار گسترده است، همچون دستگاه های سلامت و بهداشت پوشیدنی که بطور مداوم علایم حیاتی مانند تحرک، دما، ضربان قلب و فشار خون را کنترل می کنند و به کاربران بازخورد می دهند و به آنها کمک می کنند مهارت های حرکتی و هماهنگی خودرا بهبود بخشند.
گهاروار می گوید: الهام بخش توسعه پوست الکترونیکی، تمایل به ایجاد رابط های پیشرفته تر و همه کاره تر بین فناوری، بدن انسان و محیط زیست است. هیجان انگیزترین جنبه این پژوهش، کاربردهای بالقوه آن در رباتیک، پروتز، فناوری پوشیدنی، ورزش و تناسب اندام، سیستم های امنیتی و دستگاه های سرگرمی است.
فناوری E-skin که در مطالعه ای در مجله Advanced Functional Materials انتشار یافته است، در لابراتوار گهاروار توسعه یافته است.
ساخت پوست الکترونیکی(E-skin) شامل چالش هایی با توسعه مواد بادوام است که می توانند بطور همزمان انعطاف پذیری پوست انسان را تقلید کنند، دارای قابلیت های سنسور بیوالکتریکی باشند و از مهارتهای ساخت مناسب برای دستگاه های پوشیدنی یا کاشتنی بهره گیرند.
گهاروار می گوید: در گذشته، سفتی این سیستم ها برای بافت های بدن ما بسیار زیاد بود و از انتقال سیگنال و ایجاد عدم تطابق مکانیکی در رابط زیستی-غیرزیستی جلوگیری می کرد. ما یک استراتژی «تقاطع سه گانه» را به سیستم مبتنی بر هیدروژل معرفی کردیم که به ما امکان داد یکی از محدودیت های کلیدی در حوزه بیوالکترونیک انعطاف پذیر را برطرف نماییم.
استفاده از هیدروژل های نانومهندسی شده به تعدادی از جنبه های چالش برانگیز توسعه پوست الکترونیکی در طول چاپ سه بعدی به سبب توانایی هیدروژل ها در کاهش ویسکوزیته تحت تنش برشی در حین ایجاد E-skin می پردازد و امکان جابجایی و دستکاری آسان تر را فراهم می آورد.
این تیم می گوید که این خاصیت ساخت ساختارهای الکترونیکی پیچیده دو بعدی و سه بعدی را که یک جنبه ضروری برای تکرار ماهیت چند وجهی پوست انسان است، تسهیل می کند.
پژوهشگران همین طور از «نقص اتمی» در نانو مجموعه های مولیبدن دی سولفید استفاده کردند که ماده ای است که حاوی نقص هایی در ساختار اتمی خود است که امکان هدایت الکتریکی بالا را فراهم می آورد و از نانوذرات پلی دوپامین نیز برای مساعدت با چسبیدن پوست الکترونیکی به بافت مرطوب بدن استفاده می شود.
گهاروار می گوید: این نانوذرات مولیبدن دی سولفید که به شکل خاص و ویژه طراحی شده اند، به عنوان اتصال دهنده های متقابل برای تشکیل هیدروژل عمل می کنند و رسانایی الکتریکی و حرارتی را به پوست الکترونیکی می دهند.
وی ادامه داد: ما نخستین کسی هستیم که از آن به عنوان یک جزء کلیدی استفاده می نماییم. توانایی این ماده برای چسبندگی به بافت های مرطوب خصوصاً برای کاربردهای بالقوه مراقبت های بهداشتی که در آنها E-skin باید مطابقت داشته باشد و به سطوح بیولوژیکی پویا و مرطوب بچسبد، بسیار اهمیت دارد.
منبع: iagrp.ir
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب