MIT: Τεχνητό δέρμα με αίσθηση πόνου δημιούργησαν οι επιστήμονες
04/12/20, 16:05Το δέρμα -το μεγαλύτερο όργανο του ανθρώπινου σώματος- «παρακολουθεί» συνεχώς για εστίες πόνου. Μπορεί να πυροδοτήσει κινήσεις για να μας προστατέψει, όπως οι αντανακλαστικές κινήσεις όταν αγγίζουμε μία καυτή επιφάνεια.
Ερευνητές του πανεπιστήμιου RMIT στη Μελβούρνη δημιούργησαν «τεχνητό δέρμα» το οποίο μιμείται τον μηχανισμό του πραγματικού δέρματος και αντιδρά στα ερεθίσματα με τον ίδιο τρόπο.
Φτιαγμένο από σιλικόνη, το «τεχνητό δέρμα» που δημιούργησαν οι επιστήμονες έχει την υφή του ανθρώπινου δέρματος και τα χαρακτηριστικά του είναι «αρκετά παρόμοια» με το πραγματικό δέρμα, λέει η Μαντού Μπασκάραν, καθηγήτρια μηχανολογίας στο πανεπιστήμιο RMIT και επικεφαλής της έρευνας.
Η νέα αυτή εφεύρεση θα μπορούσε να πυροδοτήσει τρομερές εξελίξεις στην προσθετική και στη ρομποτική.
Γρήγορες αντιδράσεις
Όπως και το πραγματικό δέρμα έτσι και το τεχνητό είναι σχεδιασμένο να αντιδρά όταν η πίεση, η θερμότητα ή το κρύο ξεπεράσει ένα συγκεκριμένο «όριο». Τα εξωτερικά στρώματά του είναι γεμάτα με ηλεκτρικά κυκλώματα και αισθητήρες που αντιδρούν στα ερεθίσματα.
«Το συναρπαστικό πράγμα στο σώμα μας είναι ότι δουλεύει στέλνοντας ηλεκτρικά σήματα στο κεντρικό νευρικό σύστημα» λέει ο Μπασκάραν. Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο, τονίζει η Μπασκάραν.
Όταν αγγίζουμε μία καυτή επιφάνεια, οι «υποδοχείς πόνου» στο δέρμα μας στέλνουν ένα ηλεκτρικό σήμα διαμέσου των νεύρων μας στον εγκέφαλο. Ο εγκέφαλος στέλνει το δικό του ηλεκτρικό σήμα για να αντιδράσει ο οργανισμός.
Με περίπου τον ίδιο τρόπο, όταν ένας από τους αισθητήρες του «τεχνητού δέρματος» αισθανθεί ένα ερέθισμα, στέλνει ένα ηλεκτρικό σήμα στον «εγκέφαλο» του κυκλώματος, επισημαίνει η Μπασκάραν. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να πυροδοτηθούν κινήσεις. «Το κλειδί είναι τα όρια του πόνου», λέει η Μπασκάραν. Εξηγεί ότι αν και συνεχώς αισθανόμαστε ερεθίσματα, αντιδρούμε μόνο όταν ένα ερέθισμα ξεπεράσει το «όριο», όταν για παράδειγμα αγγίζουμε μία πολύ καυτή επιφάνεια. Ο εγκέφαλος και το δέρμα «συγκρίνουν» τα ερεθίσματα και ταυτοποιούν ποια είναι επικίνδυνα, τονίζει.
Οι επιστήμονες προσπάθησαν να προσαρμόσουν αυτά τα όρια και στο «τεχνητό δέρμα» που δημιούργησαν. Το αποτέλεσμα τους δικαίωσε καθώς, το «τεχνητό δέρμα» μπορεί να διακρίνει τον πόνο ανάμεσα στο άγγιγμα μίας καρφίτσας και σε μία δυνατή μαχαιριά.
Εξυπνα τεχνητά μέλη
Το «τεχνητό δέρμα» θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία έξυπνων τεχνητών μελών τα οποία θα έχουν λειτουργική χρήση και θα επιτρέπουν σε αυτόν που τα φορά να γνωρίζει αν αγγίζει μία επικίνδυνη επιφάνεια.
«Εχουμε προχωρήσει πολύ με την προσθετική, αλλά το βάρος πέφτει στις μηχανικές κινήσεις που μπορεί να πραγματοποιήσει ένα τεχνητό άκρο» αναφέρει η Μπασκάραν.
Επειδή τα συνηθισμένα τεχνητά άκρα δεν έχουν δέρμα, δεν μπορούν να «αισθανθούν» τους εξωτερικούς κινδύνους. «Η προσθήκη μίας στρώσης παρόμοιας με αυτή του δέρματος θα τα κάνει πιο ζωντανά» σημειώνει.
Ο Στιβ Κολίνς από το πανεπιστήμιο Stanford, ειδικός στην προσθετική και τους εξωσκελετούς, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα συμφωνεί με την Μπασκάραν. «Οταν ένας άνθρωπος χάνει ένα μέρος από τα άκρα του, δεν χάνει μόνο σάρκα και οστά, αλλά και σωματοαισθητικά όργανα», τονίζει ο Κόλινς, αναφερόμενος στα ανθρώπινα όργανα που μας κάνουν να αισθανόμαστε την πίεση ή τη θερμότητα. Μπορεί η δομή και η κίνηση να είναι στο επίκεντρο της προσθετικής προς το παρόν, αλλά η αίσθηση ίσως είναι το κλειδί στο να γίνουν τα τεχνητά μέλη περισσότερο «ανθρώπινα».
Το τεχνητό δέρμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί δυνητικά και για μεταμοσχεύσεις δέρματος, σύμφωνα με την Μπασκάραν. Οι μεταμοσχεύσεις τεχνητού δέρματος μπορούν να λειτουργήσουν ως προσωρινό μέσο, το οποίο θα αντικαθίσταται τελικά από πραγματικό δέρμα ή στις περιπτώσεις που αυτό δεν είναι εφικτό να παραμένει. Το «τεχνητό δέρμα» θα μπορούσε να βοηθήσει και στη δημιουργία έξυπνων χειρουργικών γαντιών που θα αντικαταστήσουν τα υπάρχοντα γάντια με τα οποία χάνεται ένα μέρος της ευαισθησίας των γιατρών.
Η πιο φιλόδοξη εφαρμογή αυτής της νέας εφεύρεσης είναι στη ρομποτική. Η δημιουργία ενός ρομπότ που θα μπορούσε να αισθανθεί πόνο είναι ένα πολύ ενδιαφέρον βήμα σε τεχνολογικό και φιλοσοφικό επίπεδο.
Αν και η ιδέα ενδιαφέρει την Μπασκάραν προς το παρόν επικεντρώνεται σε πιο άμεσους στόχους. «Προς το παρόν πρέπει να εργαστούμε σκληρά μαζί με άλλους ερευνητές για να δούμε πώς μπορούμε να κάνουμε το επόμενο βήμα. Ο στόχος είναι να το κάνουμε να είναι πιο ανθρώπινο και να το ενσωματώσουμε σε εφαρμογές του πραγματικού κόσμου.
Πηγή: Τravelestate, CNN
