Электронные усики придают протезу чувство осязания

Не менее миллиона людей в нашей стране живут, лишившись какой-либо конечности. Для большинства таких людей протез является бесценным инструментом, позволяющим в какой-то мере сохранить качество жизни. Это справедливо даже для таких стран, как США, где качество протезов намного выше, чем в нашей стране. Но одна из главных проблем таких устройств заключается в том, что они не чувствуют и придать им чувство осязания пока не удается. Наше осязание исключительно чувствительное и в нем задействованы сложные биологические процессы, в которых участвуют нейроны разных типов. Попробовать повторить эти процессы с помощью электроники пытаются сейчас многие ученые. Но любые сенсоры, используемые для этого, должны быть маленькими и реагировать на самые различные явления, например, на тепло и текстуру.

Группа американских ученых из Техасского университета в Далласе используют для этого электронные "усики", что позволило значительно продвинутся в разработке осязательной системы.

Идея таких электронных "усиков" взята от тюленей, которые используют свои усы для того, чтобы осознавать мелкие и разнообразные детали своего окружения. Ученые используют полимер с памятью формы, который при комнатной температуре жесткий, но становится гибким при повышении температуры. Датчики деформации, диаметр которых сравним с человеческим волосом, наносятся на полимер и могут использоваться для точного измерения движений электронных "усиков", когда на них воздействует горячий воздух.

Это позволяет измерять и рассчитывать силу, давление, близость, температуру, жесткость и "топографию" поверхности. Такие измерения в значительной мере соответствуют нашему чувству осязания и позволяют различать, например, твердые и мягкие объекты, гладкую и грубую поверхность.

Но, хотя такие сенсоры могут быть легко интегрированы в конструкцию роботизированного процесса, основная проблема заключается в интеграции такой технологии с человеческой биологией. Хотя наши нейроны коммуницируют с помощью электрических импульсов, создать двунаправленный интерфейс между нашей нервной системой и сенсором трудно, поскольку для этого требуется глубокое понимание работы нейронов, задействованных при осязании. И сейчас именно эта задача, наряду с интеграцией сенсоров в конструкцию протеза, является основной для техасских ученых.