Vědcům se podařilo vytvořit umělou kůži, která dokáže citlivě snímat tlak a převádět signál tak, aby ho dokázal přijímat i lidský mozek.
Vědci z univerzity ve Stanfordu vytvořili umělý povrch, který je ohebný a obsahuje technologii pro snímání tlaku. Má jít o první materiál, který je schopný signál o tlaku poslat do nervového systému člověka. Vědci tak hodlají posunout integraci umělých senzorů s tělem na nový level, uplatnění by mohla nová technologie už za několik let najít ve výzkumu umělých končetin.
Na ohebném materiálu vidíte umělé senzory pro snímání tlaku (Zdroj: stanford.edu)
Umělá kůže je složená ze dvou hlavních vrstev. Vrchní přijde do styku s okolím a obsahuje technologii pro snímání tlaku. Spodní vrstva se stará o převod informací do biochemického vzruchu, se kterým pracuje nervový systém.
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.
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.
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.
