نصب پوشش‌هاي الكترونيكي روي پوست
تحولي بزرگ در آينده پزشكي و رباتيك
جام جم آنلاين: محققان دانشگاه ایلی نویز به سرپرستی جان راجرز مدار الكترونیكی جدیدی طراحی كرده‌اند كه روی پوست نصب شده و همچون خالكوبی‌های موقت همراه با پوست قابل خم شدن، چروك برداشتن و كشیده شدن است.

محققان شكل مفهومی‌ این ابداع را با طيف متنوعی از مولفه‌های الكترونیكی شامل حسگرها، دیودهای نوری، ترانزیستورها، خازن‌های فركانس رادیويی، آنتن‌های بی‌سیم، كویل‌های رسانا و سلول‌های خورشیدی تامین‌كننده نیروی مورد نیاز كه روی لایه لاستیكی نازكی نصب شده بود، در معرض نمایش قرار دادند.

راجرز می‌گوید: ما تمامی‌ ترفندها را روی پلتفرمی‌ قرار مي‌دهيم تا با افزودن ایده‌های جدید به آن نشان دهیم قادر به عملی ساختن این طرح هستیم. قسمت‌های مختلف ابتدا روی یك لایه پلاستیك نازك محلول در آب سوار مي‌شوند، سپس همانند خالكوبی‌های موقت به صورت لایه‌ای روی پوست قرار می‌گيرند.

به نظر می‌رسد این ابداع پیشرفت نظری مهمی‌ در زمینه پوشاك الكترونیكی باشد كه تاكنون آنچنان كه باید، مورد مطالعه قرار نگرفته است.

ابزارهای الكترونیكی همانند حسگرهای EEG (موج‌نگار مغز) و EMG (الكترومیوگرافی) به منظور نظارت بر فعالیت عصب و عضله كاربردهای زیست دارویی زیادی دارند.

یكی از بزرگ‌ترین خصوصیات چنین مدارهاي جدیدی عدم نیاز به ژل‌های رسانا، گیره‌های نفوذكننده در پوست و سیم‌های بزرگ خواهد بود كه موجبات ناراحتی بیمار را فراهم آورده و اثربخشی را كاهش مي‌دهد.

بررسی و درك عملكرد مغز در حالت طبیعی كاملا با بررسی‌های انجام شده توسط موج‌نگار مغز در آزمایشگاه متفاوت است. بهترین راه برای انجام چنین كاری، ثبت سیگنال‌های مغزی با تنظیمات طبیعی توسط ابزارهایی است كه از دید كاربر، پوشیده و مخفی است.

نظارت بر فعالیت‌های عادی در محیط طبیعی و نه آزمایشگاهی به وسیله چنین فناوری‌هایی بويژه به منظور پیگیری مستمر وضعیت سلامت و همچنین وضعیت الگوهای رفتاری در طول خواب بسیار سودمند است. ابزارهای الكترونیكی جدید علاوه بر جمع‌آوری اطلاعات به كاربر توانایی‌های دیگری نيز می‌بخشد.

به عنوان مثال افراد مبتلا به اختلالات عصبی یا عضله‌ای همچون ALS با استفاده از این ابزار قادر به برقراری ارتباط با كامپیوتر می‌شوند.

محققان پس از نصب این ابزار روی پوست گلو متوجه شدند حسگرها قادر به تشخیص حركات عضله در مكالمات ساده هستند.

استفاده از این ابزار‌ جهت كنترل بازی‌های ویدئویی نشان داد كه پارچه الكترونيك جديد توانايی بالقوه‌ای در ایفای نقش رابط بین انسان و ماشین را دارند.

شهرت راجرز و تیم همراهش به خاطر ابتكاراتشان در زمینه ابزارهای منعطف و بسط‌پذیر است، اما خلق پوششي كه براحتی با پوست كج و معوج شود، نیازمند الگوی ساخت جدید بود. چراكه نمونه‌های تولید شده قبلی تطابق مناسبی با فیزیولوژی مكانیكی پوست نداشت.

بخصوص این‌كه پوست بسیار نرم بوده و در عین حال سطح آن با تركیب میكروسكوپیك خاص می‌تواند زمخت باشد. این خواص نیازمند طراحی خاص و نگرشی متفاوت بود.

برای رفع موانع موجود راجرز با همكاری محققان دانشگاه Northwestern یك ابزار هندسی تولید كردند كه به وسیله آن، مدارهای مورد نیاز المان‌های مختلف به شكل سیم‌های موج دار بسیار كوچك ساخته می‌شد.

وقتی این مدارها روی ورقه پلاستیكی نرمی ‌قرار می‌گرفت، به واسطه شكل موج‌دار و مار مانندش قادر به خم شدن، كشیده شدن، تاب برداشتن و حفظ كارايی بود. این دقیقا همان نكته مبهم به كارگیری ابزارهای الكترونیكی در زمینه زیست‌شناسی بود.

معمولا ابزارهای الكترونیكی سفت و محكم هستند؛ در حالی كه بیولوژی با نرمی ‌و الاستیك سر و كار دارد. دو دنیای كاملا متفاوت كه با ابداع جدید بخوبی می‌توان آنها را به هم پیوند داد. هم‌اكنون اقدامات لازم جهت تولید انبوه این محصول در حال انجام است. قدم بعدی محققان یكپارچه‌كردن قسمت‌های مختلف این پوشش پلاستيكي و تبدیل آن به یك سیستم است.

ممكن است این اختراع جديد در آینده‌ای نزدیك در سیستم‌های كامل و بی‌نیاز به تجهیزات جانبی به كار گرفته شود و در نهایت بر پایه حسگرهای مجتمع و به شكلی سازگار با بدن در روش‌های جديد درمانی، ساخت ربات‌هاي انسان‌نما و ابرانسان‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

سايت ZEITNEWS
مترجم: آتنا حسن‌آبادی