پوست الکترونیکی اجازه‎ی انتقال احساسات را به افراد قطع عضو شده می‎دهد

تا قرن بیستم، پوشیدن یک اندام مصنوعی خوب به نظر نمی‌رسید. آنها اغلب اجسام بدشکل و چوبی بودند که  فرم و عملکردی به مراتب کمتر از همتایان طبیعی خود داشتند. امروزه، ما عضوهای مصنوعی داریم که می‌توانیم با ذهنمان کنترل کنیم، حرکت را پیش بینی کنند و یا با استفاده از پرینت سه بعدی کاملا تطابق داشته باشند.

با این حال، حتی پیشرفته‌ترین عضوهای مصنوعی موجود هم نیاز به بهبود دارند. آنها هنوز هم نمی‌توانند بازخورد آنچه که فرد لمس کرده – نه دما، نه حس بافت- را  منتقل کنند. به همین دلیل محققان دانشگاه جان ‌هاپکینز یک پوست الکترونیکی جدید (e-dermis) ایجاد کرده‌اند. هنگامی‌که بر روی یک دستگاه عضو مصنوعی قرار می‌گیرد، این پوست مصنوعی اجازه می‌دهد تا شخص معلول درد و احساسات دیگر را در اندام قطع شده‌ی خود احساس کند. محققان روز چهارشنبه نتیجه تحقیقات خود را در مجله Science Robotics  منتشر کردند.

محققان برای ایجاد یک پوست الکترونیکی که مانند پوست انسان عمل کند، برای شروع از پوست انسان استفاده کردند. پوست ما حاوی شبکه گیرنده‌هایی است که انواع احساسات را به مغز انتقال می‌دهد و ما را از چیزی که لمس می‌کنیم، تیز یا صاف، گرم یا سرد، سخت یا نرم و غیره مطلع می‌کند.

آنها دستگاه خود را برای انتقال دو حس خاص طراحی کرده‌اند: انحنای یک شی و تیزی آن. آنها با استفاده از ترکیبی از پارچه و لاستیک، پوست الکترونیکی خود را ساخته و لایه‌های حسگر را برای تقلید گیرنده‌ها در پوست انسان اضافه کردند. این گیرنده‌ها می‌توانند حس یک شی را تشخیص دهند (مثلا جسم تیز) و سپس این احساسات را به اعصاب پیرامونی در اندام باقی مانده فرد قطع عضو شده از طریق سیم ارسال می‌کند.

برای آگاهی از نوع اطلاعاتی که دستگاه باید به فرد برساند، محققان با استفاده از یک تکنیک به نام تحریک عصبی الکتریکی پوستی (TENS) برای تحریک اعصاب پیرامونی در اندام باقی مانده فرد استفاده کردند و درباره‌ی آنچه که فرد در اندام قطع شده‌ی خود احساس می‌کند، پرسش کردند.

به عنوان مثال، یک سطح معینی از TENS در یک مکان بر روی اندام باقی مانده باعث احساس درد در انگشت شصت قطع شده ی فرد می‌شود. محققان می‌دانستند که زمانی که انگشت عضو مصنوعی چیزی که نسبتا دردناک است، مانند یک شیء تیز، را لمس کند چه مقدار میزان تحرک الکتریکی را در این محل ایجاد کنند.

آنها فعالیت مغز را با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG) شناسایی کردند تا تأیید کنند که این روند، اندام از دست رفته(فانتوم) را تحریک می‌کند.

اساسا، محققان به پوست الکترونیکی خود به صورت الکترونیک یاد دادند تا احساسات مختلفی را همانند پوست انسان ایجاد کند. آیا پوست الکترونیکی می‌تواند عضوهای مصنوعی را در عین محافظت از آسیب، شبیه به عضوهای اصلی کند؟

بر طبق The Atlanticیکی از داوطلبان به Luke Osborn، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت:

پس از چندین سال من دستم را احساس کردم، همانطور که یک پوسته توخالی دوباره با زندگی پر شده است. من می‌توانم بین درد و غیر درد بدون هیچ تفکری تفاوت را حس کنم و به طور غریزی بفهمم که آیا بازوی من در معرض خطر است یا خیر.

محققان در بیانیه مطبوعاتی خاطرنشان کردند که در نهایت، پوست الکترونیکی حتی می‌تواند به ما کمک کند تا به روبات‌ها توانایی احساسات را به شیوه ای مانند انسان منقل کند. در حال حاضر دادن توانایی حس کردن دوباره در انسان به احتمال زیاد به اندازه کافی هیجان انگیز است.