لامسه انسانی برای پوست‌های مصنوعی

فاطمه محمدی‌نژاد: پوست‌های مصنوعی مجهز به حسگرهای نوری می‌توانند در تجهیز روبات‌ها به قدرت لامسه انسانی کمک کنند. حسگرهای کنونی که به کلیدهای فشاری ساده و قدرت نیروی محرک وابسته هستند، توانایی‌های محدودی برای تشخیص تغییرات بسیار ظریف در فشار و تشخیص بافت‌ها مختلف دارند. یکی از دلایل اصلی، اجزای الکتریکی است که به صورت انعطاف‌ناپذیر ساخته شده‌اند.

به گزارش نیوساینتیست، تعبیه تعداد زیادی حسگر باعث می‌شود روبات، امکان دریافت اطلاعات اضافی را در مورد شی لمس‌کننده یا تماس‌گیرنده داشته باشد. با این وجود قرار دادن تعداد زیادی از حسگرهای قدیمی باعث به‌وجود آمدن تداخل الکترومغناطیسی می‌شود.

جروئن میسین و همکارانش در دانشگاه گنت بلژیک، برای عبور از این موانع، پوستی انعطاف‌پذیر تولید کرده‌اند که دارای حسگرهای نوری است.

این پوست از دو لایه نوار موازی پلیمر عمود بر یکدیگر برای تشکیل یک شبکه ساخته شده است. این لایه‌ها با یک تکه نازک پلاستیک از هم جدا شده‌اند. نور به صورت ثابت به درون لایه‌های پلیمر نفوذ می‌کند و این لایه‌ها مانند رشته‌های نوری عمل کرده، شکل هندسی‌شان باعث بازتاب درونی شده و هدررفت نور را کاهش می‌دهد.

وقتی فشار بر هر نقطه از پوست ایجاد می‌شود، این لایه‌ها به هم نزدیک‌تر می‌شوند و در نتیجه نور از یک دسته به دسته دیگر منتقل می‌شود. تشخیص این انتقال نور، مکانیزم بازخوردی بسیار حساسی ایجاد می‌کند.

هم‌اکنون روبات‌های جراح قادرند علائم لمسی محدودی را به جراحان منتقل کنند. به عقیده میسین در صورتی‌که این روبات‌ها با پوست حسگردار اختراعی وی پوشیده شوند، عمل انتقال حس لامسه بسیار راحت‌تر انجام می‌شود.
به خاطر نوری بودن لایه‌ها، نوارهای پلیمر مجاور هرقدر محکم کنار هم قرار داده می‌شوند، با یکدیگر در تقابل قرار نخواهند گرفت. فاصله این نوارها حدود 125 میکرومتر است. (هر میکرومتر، یک‌هزارم میلی‌متر است)

کریس ملهویش از آزمایشگاه روباتیک بریستول انگلیس می‌گوید: «ما بی‌صبرانه به دنبال موادی هستیم که روبات‌ها را قادر به لمس دنیا می‌کنند. این مسئله که پوست مصنوعی قابلیت تشخیص فشار را برای روبات فراهم سازد تا روبات بتواند تفاوت میان اشیا و بافت‌های مختلف را تشخیص دهد، از اهمیت خاصی برخوردار است».

میسین امیدوار است که پوست مصنوعی وی قادر باشد این کار را انجام دهد، اما هنوز تا اثبات آن راه زیادی در پیش دارد. او هفته گذشته در کارگاه وسایل الکترونیکی انعطاف‌پذیر و بسط‌‌ ‌یافتنی IMEC، آخرین یافته‌هایش را در مورد فرار نور از یک صفحه به صفحه پلیمری دیگر به‌وسیله فشار را ارائه داد.

او در حال حاضر مشغول کار بر روی یک نمونه اولیه کامل است و امیدوار است تا پایان سال بتواند آزمایشات جزئی‌تری در این رابطه انجام دهد.