از ژنان بائو استاد مهندسی شیمی در دانشگاه استنفورد سوال شد چرا از طراحی باتری به ساخت پوست ترکیبی انسان، گرایش پیدا کرد؛ او پاسخ ساده ای داد: « به این فکر افتادم که حالا نوبت کمک به مردم است.»

تیم پژوهشی بائو در حال ساخت پوست انعطاف پذیری است که می تواند دما و لمس را حس کند

تیم پژوهشی ۱۷ نفرهٔ بائو در حال ساخت پوست انعطاف پذیری است که می تواند دما و لمس را حس کند. این کار بسیار شبیه به چیزهایی است که دستگاه های رباتیک در سریال “دنیای غرب” از آن استفاده می کنند؛ با این تفاوت که پوست مختص انسان هاست، نه ربات ها. در حال حاضر تقریبا دو میلیون آمریکایی با اندام های مصنوعی به زندگی خود ادامه می دهند. بسته به تناسب، اندازه، میزان تحرک، قابلیت کنار گذاشتن وسیله و هزینه شاهد تفاوت در چشم انداز اندام های مصنوعی هستیم. اما اکثر اندام های مصنوعی موجود حتی موارد فوق پیشرفته فاقد حس لمسی هستند.

به مانند دست مصنوعی متصل به مغز که توسط DARPA در سال ۲۰۱۵ میلادی توسعه‌ یافت، برخی اندام های مصنوعی امکان حس کردن برخی احساس ِ فیزیکی را به کاربران می دهند؛ اما این اندام فاقد قابلیت خمش، کشش و انعطاف پذیری است. اندام های دارای قابلیت خمش هیچ حسگری ندارند و بیماران برای برداشتن شی مورد نظر خود مجبور به اتکا به کنترل بصری هستند. به عبارت دیگر، فقط بر اساس آنچه که می بینید می توانید بگوئید که شی ای را با موفقیت برداشته اید.

تیم پژوهشی بائو برای ساخت پوست ترکیبی جدید با سه چالش عمده روبرو بود: ۱) دادن قابلیت کشش و انعطاف پذیری به ماده ۲) تعبیه کردن حس لمسی در ماده، قابلیت تشخیص فشار و دما ۳) نحوه ارسال اطلاعات دریافت شده توسط پوست به مغز. به گفته بائو، چالش سوم مهمترین چالش پیش روی مهندسان بود زیرا اگر پوست بتواند حس کند اما مغز قادر به درک آن نباشد، هیچ حس لمسی در کار نخواهد بود.

یکی از حسگرهای کوچک استفاده شده برای ساخت پوست ترکیبی توسط بائو 

بائو و تیمش می بایست برای فائق آمدن بر چالش های اول و دوم تمامی موادشان را از نو می ساختند؛ یعنی باید کار را از همان مولکول های سازنده ماده آغاز می کردند. بائو اظهار داشت: پوست ِ ترکیبی ما می تواند حرکت کرده و با سطوح مختلف سازگار گردد؛ لذا مواد الکترونیکی ما هم باید از ویژگی های مشابهی بهره می بردند. اما مواد الکترونیکی فعلی سفت و سخت اند. ما مجبور به طراحی‌ موادی جدیدی از سطح ِ پایه و مولکولی بودیم. کارهای تحقیقاتی بائو اخیراً جایزه علمی L’Oréal-UNESCO را در سال ۲۰۱۷ برایش به ارمغان آورد.

تیم بائو برای دادن قابلیت حس کردن لمس و دما به طراحی ساختارهای کوچک هرم مانند پرداخت که صد برابر کوچکتر از عرض یک تار موی انسان است؛ مواد استفاده شده بسته به میزان گرم یا سرد بودن، رسانایی الکتریکی اش را عوض می کند. با گرم کردن ماده، شاهد بسط یافتن آن هستیم. تیم بائو می بایست روشی برای ترجمه اطلاعات و ارسال آن به مغز می اندیشید.

بائو افزود: ما باید مدارهایی را طراحی کنیم که بتوانند تمامی اطلاعات حسی را جمع کرده و آن را به پالس های الکتریکی تبدیل کنند؛ پالس هایی که مغز انسان قادر به درک آنها باشد.

ما به مفهوم اولیه این طرح دست یافته ایم. تیم ما نشان داده که امکان ساخت این پوست ترکیبی وجود دارد. به گفته وی، این نوآوری برای اینکه به وسیله ای عادی تبدیل شده و بصورت عادی در دسترس عموم قرار گیرد، راهی طولانی در پیش دارد. اما بائو در خصوص آیندهٔ فناوری اندام های مصنوعی ابراز امیدواری کرده است. ما قصد داریم با طراحی وسیله هایی که بتوانند عملکردی مشابه پوست انسان داشته باشند، آینده فناوری های الکترونیکی را دستخوش تغییر عظیمی قرار دهیم.

منبع: businessinsider.com - bigbangpage.com