Меню

Электронная кожа позволяет человеку чувствовать боль через протез

23 июня 2018, суббота

До XX-го века носить протез было не так уж и удобно. Часто это были громоздкие деревянные приспособления с одинаковой формой и функцией, которые не соответствовали своим естественным аналогам. Однако, сегодня у нас есть протезы, которые мы можем контролировать при помощи мозга, и которые идеально подходят своему владельцу благодаря 3D-печати.

Тем не менее, даже самые продвинутые протезы все еще имеют возможность для своего улучшения. Они до сих пор не позволяют ощущать то, чего касаются. Человек не чувствует предмет и его температуру. Вот почему исследователи из Университета Джона Хопкинса создали новую электронную кожу (э-кожа). При нанесении поверх протезного устройства эта искусственная кожа позволяет человеку ощущать боль в недостающей конечности. Разработчики этой новаторской технологии опубликовали свое исследование в журнале Science Robotics.

Чтобы создать электронную кожу, которая функционирует как человеческая, исследователи изучили принцип работы человеческой кожи. Они отметили, что наша кожа содержит сеть рецепторов, которые передают различные ощущения мозгу, сообщая нам, что то, что мы касаемся, является острым или гладким, горячим или холодным, твердым или мягким и так далее.

Они разработали устройство для передачи двух особых ощущений, таких как кривизна объекта и его резкость. И создали электронную кожу из комбинации ткани и резины, добавив в ее слои датчики для имитации рецепторов находящихся в коже человека. Эти рецепторы позволяют ощущать объекты — например, острые, а затем через провода посылать эти ощущения к периферическим нервам, расположенным в остаточной ампутированной конечности.

Чтобы выяснить, какую именно информацию устройство должно отправить пользователю, исследователи применили метод подкожной стимуляции нерва, чтобы стимулировать периферические нервы в остаточной конечности и определить то, что именно они почувствовали в своей фантомной конечности.

Они обнаружили искомую активность мозга с помощью электроэнцефалографии, и подтвердили, что именно этот процесс стимулирует фантомную конечность.

По сути, исследователи научили электронную кожу кодировать различные ощущения, как это делает человеческая кожа и посылать информацию в мозг, который и интерпретирует ощущение, как боль, острота предмета или его температура. И перспективы у данной технологии просто огромны. Как минимум уже сейчас электронная кожа позволяет сделать протезы более живыми, защищая их тем самым от повреждений.

«Спустя много лет я почувствовал, что моя рука снова наполнена жизнью», — сказал один из добровольцев Люк Осборн.

А кроме того, э-кожа может помочь нам в создании человекоподобных роботов, дав роботам возможность «ощущать» окружающий их мир по-человечески, почувствовав поверхность предметов, их плотность, температуру и даже почувствовать боль, отмечают исследователи в своем пресс-релизе.