piele artificială

  • Roboții au fost învățați să simtă durerea de dragul siguranței umane

    Roboții au fost învățați să simtă durerea de dragul siguranței umane

    Oamenii de știință au raportat crearea unui prototip de piele artificială neuromorfă pentru roboți. Autorii notează că dezvoltarea este inspirată de principiile de funcționare ale sistemului nervos uman. Spre deosebire de senzorii convenționali, acesta folosește semnale de impuls similare cu cele ale neuronilor biologici.

    Cum funcționează pielea artificială?

    Informațiile de atingere și presiune sunt codificate ca „vârfuri” electrice. Fiecare senzor are un identificator unic. Forma, amplitudinea și durata impulsurilor sunt folosite pentru a transmite date.

    La nivelul următor, semnalele sunt trimise către un modul similar măduvei spinării. Acolo, acestea sunt filtrate, localizate și analizate. Această unitate stabilește și pragul durerii. Când acesta este depășit, robotul oprește aplicarea presiunii și retrage manipulatorul.

    Reflexe fără implicarea procesorului

    Răspunsurile de bază sunt programate la cel mai scăzut nivel al arhitecturii. Acest lucru permite robotului să răspundă instantaneu, fără a necesita procesare centrală. Această abordare este importantă atunci când interacționează cu oamenii, inclusiv cu vârstnicii și pacienții din spitale.

    În plus, senzorii trimit periodic un impuls de control. Absența acestuia indică deteriorarea unui segment de piele. Un suport magnetic permite înlocuirea rapidă a elementului defect.

    Până acum doar presiune

    Pielea artificială detectează în prezent doar presiunea. Vor fi necesari senzori noi pentru a detecta temperatura și alte senzații. Oamenii de știință cred că rețelele neuronale cu impulsuri sunt baza optimă pentru o astfel de simbioză a capacităților senzoriale și computaționale, chiar dacă aceasta este doar o aproximare a biologiei.

  • Pielea cultivată în laborator a fost propusă pentru utilizare ca „îmbrăcăminte biologică”

    Pielea cultivată în laborator a fost propusă pentru utilizare ca „îmbrăcăminte biologică”

    Oamenii de știință au dezvoltat o metodă pentru creșterea formelor tridimensionale de piele artificială (anterior se creau doar foi plate) care pot fi aplicate pe corp ca și cum ar fi haine.

    Deși foile plate de piele bioinginerie pot funcționa bine pentru grefarea pe părți relativ netede ale corpului uman, ele nu sunt potrivite pentru zone mai complexe, cum ar fi mâinile.

    Din fericire, o echipă de la Universitatea Columbia a decis să dezvolte o alternativă mai convenabilă. Sistemul lor începe cu o scanare 3D a părții corpului care necesită un transplant. Pe baza acestei scanări, este imprimat un model 3D, în mărime naturală, gol și permeabil, al părții.

    Porțiunea exterioară a modelului este apoi însămânțată cu celule fibroblaste ale pielii (care creează țesutul conjunctiv al pielii), colagen (care asigură structura) și celule keratinocitare (care alcătuiesc stratul exterior al pielii). Porțiunea interioară a modelului este perfuzată cu un mediu de creștere care hrănește celulele exterioare.

    Odată ce aceste celule s-au transformat în piele, aceasta este îndepărtată din model într-o singură bucată tridimensională, întinsă peste partea corpului pentru care a fost creată și suturată la locul ei. Creșterea pielii în acest fel durează aproximativ trei săptămâni, aproximativ aceeași perioadă de timp ca și creșterea cearșafurilor plate tradiționale.

    Sunt necesare mult mai multe cercetări înainte de a putea fi efectuate studiile pe oameni.

    Citește sursa