(ویدئو) پوست مصنوعی جدیدی که درد را حس می‌کند!

فرارو-تیمی از مهندسان دانشگاه گلاسکو اسکاتلند یک پوست مصنوعی با نوع جدیدی از سیستم پردازش مبتنی بر "ترانزیستور‌های سیناپسی" ساخته اند که مسیر‌های عصبی مغز را برای یادگیری تقلید می‌کند. دست رباتیکی که از این پوست هوشمند استفاده کند، توانایی قابل توجهی در یادگیری واکنش به محرک‌های خارجی نشان می‌دهد.

به گزارش فرارو، در مقاله جدیدی که به تازگی در مجله Science Robotics منتشر شده است، محققان نحوه ساختن نمونه اولیه این پوست الکترونیکی و چگونگی بهبود وضعیت فعلی رباتیک با استفاده از آن را شرح داده اند.

دانشمندان ده‌ها سال است که بر روی ساخت پوست مصنوعی حساس به لمس کار می‌کنند. یکی از روش‌هایی که به‌طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، پخش مجموعه‌ای از حسگر‌های تماس یا فشار در سطح پوست الکترونیکی است که اجازه تشخیص تماس به یک جسم را می‌دهد. سپس داده‌های حسگر‌ها برای پردازش و تفسیر به رایانه ارسال می‌شوند. سنسور‌ها معمولاً حجم زیادی از داده‌ها را تولید می‌کنند که پردازش مناسب و پاسخ‌دهی به آن زمان زیادی لازم دارد و تاخیر‌هایی را ایجاد می‌کند که می‌تواند اثربخشی بالقوه پوست را در کار‌های دنیای واقعی کاهش دهد.

پوست الکترونیکی جدید تیم گلاسکو با الهام از نحوه تفسیر سیگنال‌های پوست توسط سیستم عصبی محیطی انسان و با هدف حذف تأخیر و مصرف انرژی توسط سیستم عصبی محیطی طراحی شده است. برای ساختن یک پوست الکترونیکی که پاسخ گویی کارآمدی از خود نشان می‌دهد، محققان شبکه‌ای از ۱۶۸ ترانزیستور سیناپسی ساخته شده از نانوسیم‌های اکسید روی را مستقیماً روی یک سطح پلاستیکی انعطاف‌پذیر چاپ کردند. سپس ترانزیستور سیناپسی را به حسگر پوستی روی کف دست یک دست رباتیک مفصلی و انسانی متصل کردند.

هنگامی که سنسور‌ها لمس می‌شوند، تغییری در مقاومت الکتریکی خود ثبت می‌کنند. لمس سبک تغییرات کوچک و لمس شدیدتر، تغییرات بزرگتری در مقاومت‌ها ایجاد می‌کنند. این ورودی برای تقلید از نحوه عملکرد نورون‌های حسی در بدن انسان طراحی شده است. در نسل‌های قبلی پوست الکترونیکی، این داده‌های ورودی برای پردازش به کامپیوتر ارسال می‌شد. سپس مداری که در پوست تعبیه شده بود، به عنوان یک سیناپس مصنوعی عمل می‌کرد و ورودی را به یک ولتاژ ساده کاهش می‌داد که فرکانس آن بر اساس سطح فشار اعمال شده به پوست متفاوت بود و روند واکنش را سرعت می‌بخشید.

"پروفسور داهیا "می گوید:« همه ما در اوایل زندگی خود یاد می‌گیریم که به محرک‌های غیرمنتظره مانند درد واکنش مناسبی نشان دهیم تا از آسیب رساندن دوباره به خودمان جلوگیری کنیم. پوست الکترونیکی راهی مختصر برای توضیح فرآیند یادگیری از محرک‌های بیرونی است. آنچه ما توانستیم از طریق این فرآیند ایجاد کنیم، یک پوست الکترونیکی است که قادر به یادگیری توزیع شده در سطح سخت افزار است و نیازی به ارسال پیام‌ها به یک پردازنده مرکزی پیش از اقدام ندارد. این قابلیت کار را تا حد زیادی تسریع می‌کند. ما معتقدیم که این پوست مصنوعی گام جدیدی در ایجاد پوست الکترونیکی چاپی نورومورفیک در مقیاس بزرگ است که قادر به پاسخگویی مناسب به محرک‌ها باشد.»

منبع: techxplore