A nova pele eletrônica pode reagir à dor como a pele humana

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A nova pele eletrônica pode reagir à dor como a pele humana

Os pesquisadores desenvolveram uma pele artificial eletrônica que reage à dor exatamente como a pele real, abrindo caminho para próteses melhores, robótica mais inteligente e alternativas não invasivas aos enxertos de pele.

 

 

O protótipo do dispositivo desenvolvido por uma equipe da RMIT University em Melbourne, Austrália, pode replicar eletronicamente a forma como a pele humana sente a dor .

O dispositivo imita a resposta de feedback quase instantânea do corpo e pode reagir a sensações dolorosas com a mesma velocidade de iluminação com que os sinais nervosos chegam ao cérebro.

O pesquisador líder, Professor Madhu Bhaskaran, disse que o protótipo com sensor de dor foi um avanço significativo em direção às tecnologias biomédicas de próxima geração e robótica inteligente.

“A pele é o maior órgão sensorial do nosso corpo, com características complexas projetadas para enviar sinais de alerta rápidos quando alguma coisa dói”, disse Bhaskaran.

“Estamos sentindo coisas o tempo todo através da pele, mas nossa resposta à dor só entra em ação em um determinado ponto, como quando tocamos algo muito quente ou muito afiado.

“Nenhuma tecnologia eletrônica foi capaz de imitar de forma realista aquela sensação de dor tão humana – até agora.

“Nossa pele artificial reage instantaneamente quando a pressão, o calor ou o frio atingem um limiar doloroso.

“É um passo crítico à frente no desenvolvimento futuro de sistemas sofisticados de feedback de que precisamos para fornecer próteses realmente inteligentes e robótica inteligente.”

O protótipo de sensor semelhante a uma pele, feito com componentes eletrônicos extensíveis. Crédito: RMIT University
Protótipos de detecção funcional

Além do protótipo de detecção de dor, a equipe de pesquisa também desenvolveu dispositivos que usam eletrônicos extensíveis que podem detectar e responder a mudanças de temperatura e pressão.

 

Bhaskaran, co-líder do grupo Functional Materials and Microsystems no RMIT, disse que os três protótipos funcionais foram projetados para fornecer características-chave da capacidade de detecção da pele em forma eletrônica.

Com um maior desenvolvimento, a pele artificial extensível também pode ser uma opção futura para enxertos de pele não invasivos, onde a abordagem tradicional não é viável ou não funciona.

“Precisamos de mais desenvolvimento para integrar esta tecnologia em aplicações biomédicas, mas os fundamentos – biocompatibilidade, elasticidade semelhante à da pele – já estão lá”, disse Bhaskaran.

Como fazer pele eletrônica

A nova pesquisa, publicada na Advanced Intelligent Systems e registrada como uma patente provisória, combina três tecnologias anteriormente pioneiras e patenteadas pela equipe:

Eletrônica extensível: combinação de materiais óxidos com silício biocompatível para fornecer eletrônicos transparentes, inquebráveis ​​e vestíveis tão finos quanto um adesivo.

Revestimentos reativos à temperatura: revestimentos auto-modificadores 1.000 vezes mais finos que um fio de cabelo humano, com base em um material que se transforma em resposta ao calor.
Memória que imita o cérebro: células de memória eletrônica que imitam a maneira como o cérebro usa a memória de longo prazo para recordar e reter informações anteriores.

Os protótipos funcionais desenvolvidos pela equipe da RMIT University fornecem os principais recursos da capacidade de detecção da pele em formato eletrônico. Crédito: RMIT University

O protótipo do sensor de pressão combina componentes eletrônicos extensíveis e células de memória de longo prazo, o sensor de calor reúne revestimentos reativos à temperatura e memória, enquanto o sensor de dor integra todas as três tecnologias.

Ph.D. o pesquisador Md Ataur Rahman disse que as células de memória em cada protótipo foram responsáveis ​​por desencadear uma resposta quando a pressão, calor ou dor atingiram um determinado limite.

“Nós basicamente criamos os primeiros somatossensores eletrônicos – replicando as principais características do complexo sistema de neurônios, vias neurais e receptores que direcionam nossa percepção dos estímulos sensoriais”, disse ele.

“Embora algumas tecnologias existentes tenham usado sinais elétricos para imitar diferentes níveis de dor, esses novos dispositivos podem reagir à pressão mecânica real, temperatura e dor, e fornecer a resposta eletrônica certa.

“Isso significa que nossa pele artificial sabe a diferença entre tocar suavemente um alfinete com o dedo ou acidentalmente esfaquear-se com ele – uma distinção crítica que nunca foi alcançada antes eletronicamente.”

A pesquisa foi apoiada pelo Australian Research Council e realizada no Centro de Pesquisa Micro Nano de última geração da RMIT para micro / nanofabricação e prototipagem de dispositivos.

 

 

VIA| Techxplore