پوسته های الکترونیکی راهگشای ساخت لباس‌های هوشمند هستند

حسگرهای پوست مصنوعی جدید متوجه تیز و برنده بودن یا داغ و سوزاننده بودن اجسام خواهند شد

پوسته های الکترونیکی راهگشای ساخت لباس‌های هوشمند هستند

فقدان حس لامسه یکی از بزرگ‌ترین کاستی‌های اعضای مصنوعی است

دانش پزشکی راه زیادی را از درک کارکرد اعضای بدن تا آرزوی بازسازی آن‌ها در آزمایشگاه طی کرده است. شاید در قرن بیست و یکم به جایی رسیده باشیم که بتوانیم از این رویا گذشته و حتی لباس هوشمندی به تن کنیم که به اندازه پوست بدن اطلاعات و داده‌های بدن ما را جمع‌آوری کند.

پوست بزرگ‌ترین و همچنین پیچیده‌ترین عضو بدن ما است. زیر میکروسکوپ به آن نگاه کنید و هزاران پایانه عصبی را مشاهده خواهید کرد که مغز را مرتبط با دنیای بیرون نگه می‌دارد و به ما اجازه می‌دهد لمس، فشار و درد را احساس کنیم.

برای دانشمندانی مانند ژنان بائو که یک مهندس شیمی در دانشگاه استنفورد است که بر روی ساخت پلیمرها تمرکز دارد، پوست نه تنها یک اندام حسی، بلکه یک ماده است. پوسته های الکترونیکی چیزی که به قول او انعطاف‌پذیر، اما بسط پذیر، خودترمیم شونده و زیست‌تخریب‌پذیر است.

به گزارش نشریه وایرد نسخه بریتانیا، بائو که در زمینه نوظهور پوسته های الکترونیکی کار می‌کند و ماموریت خود را بازسازی بسیاری از عملکردهای پوست انسان برای استفاده در پروتز و روباتیک قرار داده است.

مهندسان پزشکی که سال‌هاست در بخش ساخت اندام مصنوعی کار می‌کنند حتی با وجود پیشرفت‌های رباتیک که عملکرد اعضای مصنوعی را به شکل حیرت‌آوری ارتقا بخشیده هنوز از فقدان حس لامسه به عنوان بزرگ‌ترین کاستی این اعضا نام می‌برند.

برای افرادی که از اندام‌های مصنوعی استفاده می‌کنند، حس لامسه کیفیت زندگی آن‌ها را به شکل بی‌حدوحصری بهبود بخشیده و به آن‌ها این امکان را خواهد داد که نرم را از سخت تشخیص دهند و قبل از اینکه بتوانند آسیبی وارد شود متوجه تیز و برنده بودن یا داغ و سوزاننده بودن اجسام شوند.

سال ۲۰۱۰ بائو و همکارانش یک حسگر منعطف ساختند که به قدری حساس بود که می‌توانست لمس یک پروانه در حال پرواز را تشخیص دهد. پوست ما که یک سد محافظ طبیعی در برابر محیط را تشکیل می‌دهد، می‌تواند به عنوان رابط بین انسان و دستگاه‌ها نیز عمل کند. حالا تصور کنید لوازم اطراف ما از این پوست هوشمند به عنوان «لایه محافظ و رابط» استفاده کنند.

بائو می‌گوید: «لوازم الکترونیکی کنونی ما بسیار سفت، شکننده و حجیم هستند؛ اما اگر بتوانیم همه آن‌ها را مانند پوست بسازیم، این امر به طور بالقوه می‌تواند نحوه تعامل و ارتباط انسان با وسایل الکترونیکی را کاملا تغییر دهد.»

استارت‌آپ PyrAmes سیلیکون ولی که بائو موسس آن است، درحال‌توسعه یک نوار نرم است که دور مچ دست یا پا پیچیده می‌شود و می‌تواند برای نظارت بر فشار خون نوزادان نارس در بخش‌های مراقبت‌های ویژه مورد استفاده قرار گیرد. این نوار طراحی شده تا جریان خون را به طور مداوم ثبت کند، کارکرد آن مانند یک خط شریانی است و بدون نیاز به سوزن‌هایی که خطر عفونت و آسیب مرگبار به بافت و اعصاب نوزاد را به همراه دارند.

بائو چندین سال است که بر روی لوازم الکترونیکی «الهام گرفته از پوست» کار می‌کند. او از سال ۲۰۱۸ به عنوان رئیس دپارتمان مهندسی شیمی استنفورد فعالیت کرده و در حال حاضر بیش از ۱۰۰ حق ثبت اختراع در ایالات متحده دارد، از جمله برای حسگر تشخیص پروانه.

بائو معتقد است که کاربردهای بالقوه زیادی برای پوسته های الکترونیکی وجود دارد؛ اما مسیر تجاری‌سازی آن طولانی است. با این حال او مجذوب ایده توسعه وسایل الکترونیکی است که می‌توانند در درازمدت برای تشخیص پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی مفید باشند؛ چه به شکل پروتز، پوشیدنی یا حتی دستگاه‌های کاشتنی.

توجه او همچنین بر گام‌های کوچک و موفقیت‌های تیم تحقیقاتی‌اش در توسعه بلوک‌های سازنده فردی متمرکز است: حسگرها، مدارها و مواد انعطاف‌پذیر، کشسان و زیست تخریب‌پذیر که آن‌ها را تشکیل می‌دهند.