ניסוי בארה"ב: יד רובוטית המכוסה עור מלאכותי הצליחה לחוש בהבדל בין חום וקור

בשיתוף מערכת זירת הבריאות

קר או חם? שאלה פשוטה לכאורה הפכה משמעותית במיוחד עבור קבוצת חוקרים מאוניברסיטת יוסטון, שבטקסס, ארצות הברית. באחרונה, פרסמה קבוצת חוקרים זו את תוצאותיו של מחקר המהווה פריצת דרך של ממש, בייצור חיישנים אלקטרונים נמתחים היכולים לשמש עור מלאכותי. לראשונה, יד רובוטית המכוסה בעור מלאכותי הצליחה לחוש בהבדל בין קור וחום – אחד התפקידים המרכזיים שיש לעור גופנו. "העור המלאכותי החדש מעניק לרובוט מגע של יד אנושית", הדגישו החוקרים.

בניסוי הצליח החיישן החדש לחוש בשוני שבין מים חמימים למי קרח. העובדה כי החיישן המרכיב את העור המלאכותי מסוגל לחוש בהבדלי הטמפרטורה שבין מים חמימים לבין מים קפואים עשויה להעניק שיפור משמעותי וחידושים לאינספור שימושים ישימים בחיי היום יום שלנו כדוגמת אביזרים רפואיים וממשקים מתקדמים של אדם-מכונה.

על מוניטורים, שתלים ואדם רובוט

המחקר עצמו התפרסם לאחרונה במגזין המדעי היוקרתי Science Advances ומתאר מכניזם ליצירת חיישנים אלקטרוניים מהדור החדש – המבוססים על חומרים מתקדמים וזמינים. החוקרים מאמינים כי שימושים מסחריים נוספים עתידים לצוץ בעקבות היתרונות הבולטים שמציג החיישן, שפותח בעזרת סיליקון המבוסס על הפולימר polydimethylsiloxane המוכר גם בשם PDMS בשילוב ננו-חוטי (Nanowires).

העור המלאכותי ,חשוב להדגיש, הוא רק אפשרות אחת לשימוש בחיישן מתקדם זה. מדובר על חומר רך, נמתח, הניתן לכיפוף ולסיבוב. היכולות המרובות והגמישות של חומר זה צפויים בעתיד להביא לשיפור וליצירה של מתקנים רפואיים מתקדמים וחדשים דוגמת מוניטורים, שתלים, כפפות כירורגיות וממשקי משתמש נוספים של אדם-רובוט, הסביר צוות המחקר.

היד הרובוטית במהלך ניסוי צילום: אוניברסיטת יוסטון

בין רקמה ביולוגית ואלקטרוניקה

עור מלאכותי בכללותו הוא פיתוח של העשור האחרון המטשטש את הדיכוטומיה שבין רקמה ביולוגית לאלקטרוניקה. החיישנים החדשים אינם רק "מחקים" את יכולות העור הביולוגי, אלא מסתמן כי בעתיד הם גם יאפשרו לרובוטים לבצע פעולות שהינן מעבר ליכולותיו המוכרות של עור אנושי. כך לדוגמה, הצליח החיישן החדש בעור המלאכותי לחוש באותות אלקטרוניים שנשלחו אליו בעזרת מחשב ולתרגם אותות אלו לשפת הסימנים.

לדברי קוניג'יאנג יו, עוזר המחקר של פרופ' ביל קוק מהמחלקה להנדסה ומכניקה ומחברו המרכזי של המחקר, העור המלאכותי החדש מסוגל לתפקד היטב גם אחרי מתיחה שלו בלמעלה מ-50 אחוזים. המשמעות ברורה: ביטול הגבלת פעילות ותנועה רחבה אפשרית.

יו מציין עוד כי בניגוד לחיישנים קודמים שהיו מסובכים יותר, עדינים יותר ויציבים פחות, הפיתוח החדש עמיד יותר, גמיש יותר וגם אינו יקר יותר – יתרון מובהק בפיתוח לשימושים מסחריים עתידיים. לכך צריך להוסיף כי גם תהליך הייצור שלו פשוט ונשען על חומרים קיימים וזמינים. "האסטרטגיה שלנו היא לקדם בצורה הדרגתית תהליך ייצור פשוט של החיישן למגוון רחב של התקנים רפואיים-ביולוגיים ולבצע זאת בעלות נמוכה. אנו מעריכים כי השימושים המסחריים לחיישן זה יהיו מרובים ויעניקו תועלת רבה למשתמשים רבים", סיכם יו.