پژوهشگران در سالهای اخیر روی نوعی پوست الکترونیکی یا E-Skin کار کردهاند که میتواند برخی محرکهای آسیبزا را شناسایی و آنها را به سیگنالهایی شبیه پیامهای درد در بدن انسان تبدیل کند. هدف اصلی این فناوری، ایجاد حس طبیعیتر و افزایش ایمنی پروتزهای هوشمند است.
در بدن انسان، گیرندههای عصبی موسوم به نوسیسپتورها هنگام مواجهه با فشار شدید، گرمای زیاد یا محرکهای آسیبزا فعال میشوند و اطلاعات مربوط به خطر را به سیستم عصبی منتقل میکنند. پژوهشگران تلاش کردهاند همین سازوکار را با حسگرهای الکترونیکی بازسازی کنند تا پروتزها نیز بتوانند شرایط خطرناک را تشخیص دهند.
یکی از نمونههای پیشرفته این فناوری، پوست الکترونیکی چندلایهای است که میتواند بین لمس معمولی و محرک دردناک تفاوت قائل شود. در یک آزمایش با یک فرد دارای قطع عضو، این سیستم توانست اطلاعات لمسی و درد را از طریق تحریک عصبی به کاربر منتقل کند و به او در تشخیص اشیای تیز و خطرناک کمک کند.
نسخههای جدیدتر حتی به دنبال درجهبندی شدت درد هستند. در یک پژوهش منتشرشده در سال ۲۰۲۵، پوست الکترونیکی با کمک شبکه عصبی میتواند شدت محرکهای دردناک را ارزیابی کرده و با توجه به شرایط محیطی، از جمله تغییر دما، واکنش خود را تنظیم کند.
اهمیت این فناوری فقط در ایجاد حس درد برای کاربر نیست؛ چنین سیستمی میتواند به عنوان یک مکانیزم حفاظتی نیز عمل کند. برای مثال، اگر فشار یا دمای خطرناکی روی پروتز وارد شود، سیستم میتواند هشدار ایجاد کرده یا فرمانی برای واکنش سریع صادر کند تا احتمال آسیب به پروتز یا کاربر کاهش یابد.
پژوهشهای جدید حتی به سمت پوستهای الکترونیکی میروند که علاوه بر درد، محل آسیب را نیز تشخیص دهند و در صورت بروز مشکل، واکنش حفاظتی ایجاد کنند. یک نمونه موسوم به NRE-skin با معماری عصبی، تشخیص درد و آسیب و ایجاد واکنشهای حفاظتی را برای کاربردهای رباتیک دنبال میکند.
با وجود این پیشرفتها، این فناوری هنوز با یک پوست کاملاً مشابه پوست انسان فاصله دارد و تبدیل نمونههای آزمایشگاهی به پروتزهای گسترده و مقرونبهصرفه به تحقیقات و آزمایشهای بالینی بیشتری نیاز دارد. با این حال، ترکیب حسگرهای فشار، دما و سامانههای عصبی میتواند در آینده پروتزها را بسیار طبیعیتر، هوشمندتر و ایمنتر کند.
پوست مصنوعی چگونه درد را تشخیص میدهد؟
این فناوری با استفاده از حسگرهایی مانند حسگر فشار و دما، محرکهای بالقوه آسیبزا را شناسایی و آنها را به سیگنالهای الکترونیکی تبدیل میکند.
آیا پروتزهای امروزی واقعاً میتوانند درد را احساس کنند؟
برخی نمونههای پژوهشی قادر به تشخیص محرکهای دردناک و انتقال بازخورد حسی به کاربر هستند، اما این فناوری هنوز در مرحله توسعه قرار دارد.
فایده تشخیص درد در پروتز چیست؟
مهمترین مزیت، تشخیص سریع شرایط خطرناک و کمک به جلوگیری از آسیب بیشتر به پروتز یا کاربر است.
آیا این فناوری فقط برای پروتزهای انسانی کاربرد دارد؟
خیر. پوستهای الکترونیکی دارای حس درد میتوانند در رباتیک و تعامل ایمنتر انسان و ربات نیز کاربرد داشته باشند.
