تمّ تطوير أوّل جلد مرن صناعي يستطيع تمييز الضغط، الحرارة، والرطوبة. حتّى أنّه وُضعت فيه سخّانات لجعل درجة حرارته تماثل درجة حرارة الجلد البشريّ.
باحثون في كوريا و الولايات المتحدة استطاعوا تطوير أوّل جلد قابل للتمدد بطريقة واقعيّة؛ والّذي يستطيع أخذ الإشارات من البيئة المحيطة ومن ثمّ نقل هذه الإشارات إلى الجهاز العصبيّ الخاص بمستخدم هذا الجلد. هو مصنوع من البلاستيك المرن الّذي يحوي بدوره مجموعة من شرائح بالغة الرقّة من الذهب و أجهزة استشعار مصنوعة من السيليكون، هذا الجلد الجديد يستطيع إخبار مُرتديه إذا كان يحمل مشروب ساخن أو بارد أو إن كان يلمس شيئاً جافّاً، رطباً، ناعماً، أو قاسٍ.
الأطراف الاصطناعيّة قطعت شوطاً طويلاً في السنوات السابقة. لكن فقط في الأشهر الأخيرة، أعلن الباحثون في السويد أنّهم ابتكروا أوّل ذراع اصطناعيّة تستطيع أن تُركّب مباشرةً إلى عظام المريض، الأعصاب أيضاً، والعضلات ومن ثمّ تحويل السيالات إلى عمل.
فريقٌ آخر ابتكر ذراع اصطناعيّة تتميز بالشفاء الذاتيّ للجلد، و آخرون جعلوا الجلد الاصطناعيّ حسّاس أكثر ب 1000 مرّة من الجلد البشريّ. لكن في جميع هذه الحالات لا يوجد مجال لمعرفة إذا كان مُستخدم الجلد يحمل شيء ساخن لا يُحتمل أو على وشك إسقاط شيء لعدم دقّته في حمله.
لذلك قام باحثون بقيادة داي هيونغ كيم( Dae-Hyeong Kim) من جامعة سيول الوطنية( Seoul National University)بتطوير جلد صناعي مصنوع من مادة السيليكون؛ قابلة للتمدد تُدعى بولي ديميث سيلوكسان(PDMS)، ومن الممكن تغليف العضو الاصطناعيّ بها.
هذا الجلد يحوي 400 حسّاس في كل ميليمتر مربع، والّذي يُنتج إشارة كهربائيّة عند التمدد أو الضغط، ويستطيع أيضاً الإحساس بدرجة حرارة الجسم الذي يلمسه. هو أيضاً يحوي حسّاسات مُزوّدة بأجهزة تُدعى المكثّفات؛ والّتي تمتص الرطوبة، ومن ثمّ تقيس المقدار الّذي يُؤثّر على قدرة المكثّف لتخزين الإشارة الكهربائيّة. هذا المقياس يُستخدم على الفور بعدها لتحديد مستوى الرطوبة التي يتعامل معها الجلد الاصطناعيّ.
ولكن كيف بختبرون هذا؟ بواسطة الحفاضات الرطبة أو الحفاضات الجافّة.
المادّة تتميز بذكاء عالٍ، حسّاساتها قابلة للبرمجة بحيث تسمح بدرجة تمدد صحيحة تبعاً لموقعها على الذراع الاصطناعيّة. وفقا لتالبوت(Talbot)، الفريق استخدم أجهزة تصوير تلتقط الحركة لمعرفة حركات اليد الطبيعيّة، وتمددات الجلد حولها تماماً، ومن ثمّ قاموا بتعديل الجلد الاصطناعيّ تبعاً لهذا. فمثلاً أطراف الأصابع لا تحتاج لتمدد الجلد بشكل كبير .الفريق ركّز على تجهيز المادة بالحسّاسات بشكل كامل.
“إذا كنت تمتلك هذه الحسّاسات وبدقّة عالية عبر الإصبع، تستطيع أن تنقل تنبيه اتصال لمسي إلى الدماغ مثلما تفعل اليد البشريّة”،
هكذا أخبر عضو من الفريق روزبه غفاري( Roozbeh Ghaffari)من قاعدة الولايات المتحدة للتكنولوجيا و تدعى MC10 لديفيد تالبوت في مقابلة لمجلة( MIT’s).
لكن في مناطق أُخرى تحتاج للمزيد من المرونة مثل قاعدة الإصبع والرّسغ، الفريق صمّم المادة لتحوي مساحة قابلة للتمدد والتوّسع تصل حتى 16 بالمئة.
نُشر في Nature Communications ؛ أنّ الفريق نجح أيضاً في جعل الجلد يشعر بواقعيّة إضافيّة، عبر تزويده بأجهزة حراريّة، لذلك يكون دافئ الملمس. “من أجل جعل الجلد الاصطناعيّ و الأعضاء الاصطناعيّة طبيعيّة أكثر، يجب أن تكون درجة حرارتهم مراقبة بحيث تطابق حرارة جسم الإنسان”
من الجيّد أن تستطيع التقاط جميع ما تلمس، لكنّه غير مفيد، إلّا اذا استطاع مرتدي هذا الجلد أن يثير الجهاز العصبي ويخبره بالإشارات. هذه الخطوة التالية لموضوع بحث فريق الباحثين، كما شرح تالبوت بمقابلة تكنولوجية.
في وصف غير مكتمل لمثل هذه التجربة، داي هيونغ كيم وصل الجلد البشريّ الذكي إلى دماغ فأر واستطاع قياس ردّة الفعل في القشرة الحسيّة الناتجة عن مدخلات الإحساس. مع ذلك لم يتبيّن إلى أي مدى كان الفأر يشعر بالحرارة، الضغط، والرطوبة.
“نستطيع القول بأنّه كان نوع دقيق من الشعور”، هكذا تحدّث كيم، ” نحتاج للانتقال إلى حيوانات أكبر، وهي خطوتنا في المستقبل”.
