Back

ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ : สัมผัสของมนุษย์บนแขนเทียม


เร็วๆ นี้แขนเทียมจะถูกปกคลุมไปด้วยผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ที่เลียนแบบการสัมผัสของมนุษย์ได้แล้ว"

งานวิจัยที่นำมากล่าวในสัปดาห์นี้ จะเป็นการรายงานทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาผิวหนังพลาสติกที่มีความอ่อนตัวซึ่งสามารถสื่อสารถึงแรงกดให้ส่งผ่านไปยังสมองได้ ผิวหนังอาจจะเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสวมใส่ที่ดีที่สุดซึ่งธรรมชาติได้เคยพัฒนามา  ดอกเตอร์ที (Benjamin Tee) นักวิศวกรไฟฟ้า ผู้ซึ่งทำการศึกษาในครั้งที่ยังเป็นนักศึกษาปริญญาเอกของ Stanford University ในห้องทดลองของกลุ่มวิจัยศาสตราจารย์ Bao


ดอกเตอร์ที ได้รับแรงบันดาลใจในการศึกษาทางด้านวิศวกรรมมาตั้งแต่ยังเด็ก เมื่อเขาได้เห็นแขนกลที่ถูกสร้างขึ้นโดย Luke Skywalker เพื่อทดแทนแขนที่สูญเสียไปในหนังเรื่องสตาร์วอร์ส มือนั้น จริงๆ แล้วน่าจะมีผิวหนังที่มีความรู้สึกเขากล่าว


ในงานวิจัยนี้ เราให้ความสนใจไปที่เซลล์ที่รับรู้ถึงแรง ดอกเตอร์ทีกล่าว ซึ่งในขณะนี้เขาทำงานให้กับ Agency for Science Technology and Research (A*STAR) ประเทศสิงค์โปร์


ผิวหนังบริเวณปลายนิ้วมือประกอบไปด้วยเซนเซอร์วัดแรงดันที่ผลิตคลื่นกระแสไฟฟ้า เมื่อพวกเราทำการสัมผัสมัน ความถี่ซึ่งเกิดจากคลื่นที่ถูกสร้างขึ้นนั้นจะส่งผ่านไปยังสมองและให้ข้อมูลว่า พวกเขากำลังสัมผัสอะไรอยู่


ฉันพยายามที่จะสร้างระบบเทียมที่สามารถเลียนแบบระบบทางชีวภาพได้ ดอกเตอร์ทีกล่าว


ดอกเตอร์ทีและทีมวิจัยของเขาได้สร้างผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ขึ้นโดยการรวมชั้นบางๆ ของปิรามิดยางขนาดเล็กที่ประกอบไปด้วยท่อนาโนคาร์บอนที่นำไฟฟ้า กับชั้นของพลาสติกที่มีแผงวงจรไฟฟ้าอยู่บนนั้น ผิวหนังพลาสติกสร้างคลื่นกระแสไฟฟ้าเมื่อเกิดแรงกด ยิ่งมีแรงกดมากเท่าใด ท่อนาโนคาร์บอนจะยิ่งเข้าใกล้กัน สิ่งนี้จะเป็นการเพิ่มความถี่ของคลื่นกระแสไฟฟ้า ที่สำคัญมากคือ สิ่งนี้ไม่เหมือนกับการพัฒนาก่อนหน้าเนื่องจากเป็นระบบการสัมผัสเทียมอันแรกที่ผลิตเป็นสัญญาณดิจิตอล ซึ่งสามารถบอกข้อมูลของแรงที่รับได้บริเวณปลายนิ้วผ่านการถอดรหัสด้วยความถี่ของคลื่นกระแสไฟฟ้า ดอกเตอร์ที และทีมวิจัยของเขาได้รายงานว่า ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์มีความสามารถในการสร้างคลื่นกระแสไฟฟ้าทีมีความถี่เหมือนกับผิวหนังของมนุษย์ การที่มันเป็นระบบดิจิตอลนั้นยังมีความหมายอีกนัยหนึ่งว่า ระบบนี้เป็นระบบที่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งสิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมาก ในการเลียนแบบสัมผัสของมนุษย์ ผิวหนังเทียมจะต้องมีเซนเซอร์กว่า 1,000 ตัวในบริเวณปลายนิ้วมือถึงจะรู้สึกได้เป็นอย่างดี นักวิจัยได้ทำการติดผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ไว้และเชื่อมต่อเข้ากับสมองของหนูทดลอง และใช้คอมพิวเตอร์ในการแสดงว่า เมื่อเกิดแรงดันขึ้นบนผิวหนังเทียมของหนู เส้นประสาทของหนูจะเกิดการสื่อสารถึงข้อมูลที่ได้รับการสัมผัสได้


 ภาพผิวหนังเทียมแบบชัดๆ 


ที่มา : www.abc.net.au/news/2015-10-16/new-electronic-skin-could-give-prosthetic-limbs-human-touch/6857260