چینی‌ها اولین پوست الکترونیکی جهان را ساختند!
مخاطب ۲۴- دانشمندان دانشگاه Tsinghua چین با توسعه اولین پوست الکترونیکی جهان با معماری سه بعدی زیستی، به دستاورد بزرگی در زمینه پوست مصنوعی رسیدند. این یکی از بزرگ‌ترین و جدیدترین اختراعات بشر طی این سال‌ها است. هدف این فناوری نوآورانه، تقلید از توانایی خارق العاده پوست انسان در درک حس لامسه است.
اولین پوست الکترونیکی جهان، مثل پوست انسان دارای درک است
پوست انسان پوشیده از شبکه‌ای متراکم از سلول‌های تخصصی به نام گیرنده‌های مکانیکی است. این گیرنده‌ها به صورت سه بعدی چیده شده‌اند و به ما امکان می‌دهند تا با دقت فوق‌العاده‌ای بین حس‌های مختلف مانند فشار، برش (اصطکاک) و کشش تمایز قائل شویم. فناوری فعلی پوست الکترونیکی در تکرار این ادراک ظریف و همزمان در سطح فیزیکی ناتوان است.
تیم تحقیقاتی پروفسور Zhang Yihui در دانشگاه Tsinghua با الهام گرفتن از نبوغ طبیعت، طراحی جدیدی از پوست الکترونیکی را ارائه کرده است که از معماری سه بعدی استفاده می‌کند. این طراحی توزیع فضایی گیرنده‌های مکانیکی موجود در پوست انسان مانند سلول‌های مرکل و انتهای رافینی (Bulbous corpuscle) را تقلید می‌کند. نتیجه این طراحی، دستگاهی است که قادر است فشار، اصطکاک و کشش را به طور مستقل در سطح فیزیکی اندازه‌گیری کند که جهشی قابل توجه در فناوری حس مصنوعی به شمار می‌رود. همچنین، چندی پیش نیز دانشمندان موفق به ساخت نخستین خون مصنوعی در محیط آزمایشگاهی شدند که می‌تواند آینده انتقال خون را دگرگون کند.
این پوست الکترونیکی زیستی با الهام از بدن انسان با سه لایه مجزا ساخته شده است:
اپیدرم (لایه بیرونی): شبیه بافت سطح پوست انسان است.
درم (لایه میانی): جایی که اکثر حسگر‌ها و مدار‌ها قرار دارند. این لایه دارای یک ساختار قفسه هشت ضلعی منحصر به فرد است که واحد حسگر نیرو را در خود جای داده است. این واحد بسیار حساس که در نزدیکی سطح قرار گرفته است، به طور مؤثر نیروهای خارجی را تشخیص می‌دهد.
بافت زیرجلدی (لایه زیرین): شبیه بافت زیرین پوست انسان است.
با ترکیب اولین پوست الکترونیکی جهان با الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری عمیق، تیم تحقیقاتی به دستاورد قابل توجهی دست یافته است. اختراع آن‌ها نه تنها می‌تواند لمس را درک کند، بلکه می‌تواند با یک تماس ساده، مدول (سختی) و انحنای اصلی (شکل) یک جسم را نیز تجزیه و تحلیل کند.
این تحقیق پیشگامانه با عنوان «پوست الکترونیکی با معماری سه بعدی که حس مکانیکی انسان را تقلید می‌کند» در تاریخ ۳۰ مه ۲۰۲۴ در مجله علمی معتبر Science منتشر شد. این توسعه پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای کاربرد‌های مختلف از جمله اندام مصنوعی با حس لامسه طبیعی‌تر برای افراد قطع عضو و ربات‌هایی با قابلیت‌های لمسی پیشرفته دارد.
