Nový druh umělé kůže snímá tlak a jde spojit s mozkem

Vědcům se podařilo vytvořit umělou kůži, která dokáže citlivě snímat tlak a převádět signál tak, aby ho dokázal přijímat i lidský mozek.

Zatímco už dnes není problém vytvořit senzory nejrůznějšího typu, které snímají informace z různého spektra fyzikálních veličin, složitější problém nastává v případném napojením na náš lidský mozek.

Ten využívá pro přenos ze senzorů po celém těla nervové vzruchy, které pak následně zpracovává neuronová soustava v mozku. Jak se ale rozvíjí výzkum v oblasti umělých končetin, zlepšuje se i integrace umělých senzorů s tělem.

Ohebná umělá kůže cítí tlak jako „lidská verze“

Vědci z univerzity ve Stanfordu v rámci 17členného týmu vytvořili prototyp umělého povrchu, který je ohebný a obsahuje i technologii pro snímání tlaku. Zároveň se však dle tvrzení jedná o první materiál, který je schopen signál o tlaku poslat do nervového systému.

Klepněte pro větší obrázek
Na ohebném materiálu můžete vidět umělé senzory pro snímání tlaku (Zdroj: stanford.edu)

Umělá kůže je složená ze dvou hlavních vrstev – vrchní, která přijde do styku s okolím, obsahuje technologii pro snímání samotného tlaku a spodní vrstva se stará o převod těchto informací do biochemického vzruchu, se kterým pracuje nervový systém.

Klepněte pro větší obrázek
Detail dvouvrstvého senzoru, který zároveň dokáže převádět tlak na signál pro nervovou soustavu (Zdroj: stanford.edu)

Pro snímání se používá vrstva s miliardami uhlíkových nanotrubic a jakmile dojde ke stlačení umělého povrchu, jednotlivé nanotrubice jsou blíže sobě, což se projeví na změně vodivosti obvodu. Díky tomu lze získat poměrně přesné informace o tlaku a to v podobném rozsahu, jako poskytuje lidská kůže.

Kompatibilní signál do mozku

Aby bylo možné nasnímané hodnoty tlaku využít pro mozek, převádí se hodnoty na krátké pulzy. Jejich frekvence se mění dle tlaku – čím vyšší tlak, tím blíže jsou pulzy u sebe a je jich tak více za časovou jednotku. Pokud není detekován žádný tlak, žádné pulzy se z materiálu nevysílají.

Klepněte pro větší obrázek
Umělá robotická ruka s integrovanými senzory může vrátit ztracené schopnosti (Zdroj: stanford.edu)

Vědci zatím testovali přijímání signálů s několika biologickými neurony, k čemuž vyzkoušeli i techniku, která využívá světelných pulzů na určité frekvenci pro aktivaci jednotlivých buněk. Vytvořená soustava tak simulovala neurony v lidském mozku. Stimulace neuronů je ale možná několika způsoby, třeba i elektricky.

Další druhy snímání pro umělou kůži

I samotná lidská ruka dokáže snímat několik druhů informací – zmíněný tlak, teplotu, strukturu povrchu a podobně. Vědcům se tak podařilo úspěšně vytvořit prototyp jedné z nich, přičemž výzkum čeká ještě nějaká dobu k reálnému nasazení třeba v nějaké umělé ruce napojené na lidské tělo.

Klepněte pro větší obrázek
Stále jde o pouhý prototyp, v budoucnu lze ale jistě očekávat zapracování do samotného materiálu případné umělé ruky (Zdroj: stanford.edu)

Vědci ale už mají poměrně jasnou představu, jak lze finálního cíle dosáhnout a podobně to platí i u dalších senzorů. S rozvojem rychlého a levného tisku nanomateriálů by neměl být problém s případnou hromadnou výrobou

Znalosti i pro budoucí virtuální realitu

Pokrok v oblasti senzorů a vysílání kompatibilních signálů do mozku má spojitost i s virtuální realitou. Nastupujícího systémy pro virtuální realitu jsou z tohoto pohledu stále poměrně jednoduché, ale rozhodně lze očekávat nutnost postupného zapracování technologií, které budou simulovat realitu pro ošálení co možná největšího počtu našich smyslů (senzorů).

Navíc musí být zajištěno, že jednotlivé signály budou stejné, jako by šlo o realitu. Pokud tedy například ve virtuální realitě přejedete po oceli, budete chtít na rukou cítit chlad, tvrdost a povrch v co nejrealističtější formě.

Diskuze (4) Další článek: Microsoft donutil uživatele k upgradu na Windows 10, i když nechtěli

Témata článku: Technologie, Neuron, Vzruch, Snímání, Puls, Přijímání, Biologický neuron, Stimulace, Nejrůznější typ, Lidské tělo, Lidská kůže, Nervový systém, Lidský zdroj, Lidská ruka, Pulse, Světelné zdroje, Druh, Nový mozek, Integrovaný senzor, Tlak, Robotická buňka, Jednotlivá buňka, Lidské zdroje, Nejrůznější senzory, Kůže


Určitě si přečtěte

Levný televizor místo drahého 4K HDR monitoru? Na co si musíte dát pozor

Levný televizor místo drahého 4K HDR monitoru? Na co si musíte dát pozor

** 43", 4K, 60 Hz a HDR k tomu za deset tisíc ** Televizor takových parametrů stojí téměř polovinu, co monitor ** Využití televize jako monitoru přináší řadu kompromisů, ale jde to

Tomáš Holčík | 63

Vybrali jsme 16 programovatelných hraček a stavebnic pro děti. A vlastně i pro vás

Vybrali jsme 16 programovatelných hraček a stavebnic pro děti. A vlastně i pro vás

** Získejte děti pro matematiku a základy techniky ** Kupte jim hračku nebo stavebnici, které vdechnou vlastní život ** Vybrali jsme 16 stavebnic pro nejmenší caparty i vás samotné

Jakub Čížek | 16

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč: Tipy, co se teď vyplatí koupit

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč: Tipy, co se teď vyplatí koupit

** Za dvacet tisíc korun lze pořídit kvalitní pracovní notebook ** Stejně tak může jít o herní notebook s výkonnější grafikou ** Poradíme, jaké notebooky vybrat pro různé druhy použití

Stanislav Janů | 55

Apple ukázal novinky: iPad Pro má překonat notebooky a vrací se Mac mini!

Apple ukázal novinky: iPad Pro má překonat notebooky a vrací se Mac mini!

** Apple v New Yorku představoval počítačové novinky ** iPad Pro prý zatočí s notebooky ** Dočkali jsme se také návratu Mac mini

Jakub Čížek | 81



Aktuální číslo časopisu Computer

Jak nastavit a ochránit nový mobil

Velký test bezdrátových klávesnicí a myší

Počítače v roce 2019

Srovnání barevných laserových multifunkcí