Pelle elettronica in grado di percepire il tocco

La pelle artificiale che imita simultaneamente il feedback sensoriale e le proprietà meccaniche della pelle naturale è una promessa sostanziale per i dispositivi robotici e medici di prossima generazione.

Tuttavia, raggiungere un tale sistema biomimetico in grado di integrarsi perfettamente con il corpo umano rimane una sfida.
Attraverso una progettazione razionale e l'ingegnerizzazione delle proprietà dei materiali, delle strutture dei dispositivi e delle architetture dei sistemi, gli scienziati di Stanford hanno realizzato una pelle elettronica protesica morbida monolitica (e-skin) in grado di percezione multimodale, generazione di segnali neuromorfici a treno di impulsi e attuazione a circuito chiuso.

In termini più semplici, questa pelle può parlare direttamente al cervello, imitando il feedback sensoriale della pelle reale usando una strategia che, se migliorata, potrebbe offrire speranza a milioni di persone con arti protesici.

La nuova e-skin è innovativa perché utilizza strati collegati in rete di transistor organici estensibili che percepiscono e trasmettono segnali elettrici. Quando sono inseriti a sandwich, gli strati hanno uno spessore di soli 25-50 micron circa, sottile come un foglio di carta, simile alla pelle. Le sue reti fungono da sensori, progettati per rilevare pressione, temperatura, tensione e sostanze chimiche. Trasformano queste informazioni sensoriali in un impulso elettrico. E l'e-skin funziona con soli 5 volt di elettricità.

Il sistema a circuito chiuso del team di Stanford, dalla sensazione al movimento muscolare n giorno potrebbero fornire un biofeedback in tempo reale per le persone che hanno perso gli arti.

Tuttavia, questa tecnologia della pelle è ancora in fase di sviluppo, sebbene non del tutto nuova. Negli ultimi anni, c'è stata una significativa ricerca e sviluppo volti a creare un'esperienza tattile positiva per il paziente.

Gli scienziati affermano che manca ancora un pezzo del puzzle, ovvero la creazione dei ricordi. A differenza della loro pelle elettronica, la pelle umana impara come si sente un oggetto, quindi può prevederlo.

Inoltre, la trasmissione del segnale è attualmente troppo lenta per essere utile. Il flusso di informazioni attraverso i transistor flessibili a base di carbonio del team è lento rispetto ai più tradizionali transistor a base di silicio. Il passo successivo sarà quindi quello di inserire nella e-skin diversi sensori, in modo da replicare più fedelmente le molteplici sensazioni provate dalla mano umana.


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