Supercitlivý bionický prst vykresľuje 3D obrazy toho, čo je pod ním
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 17. 2. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Lekárska komunita má veľa spôsobov, ako vidieť pod ľudskú kožu, vrátane magnetickej rezonancie, röntgenových snímok a sonografov. Výskumníci z čínskej univerzity vo Wuyi teraz vytvorili robotický prst, ktorý môže poskytnúť ďalší spôsob analýzy našej ľudskej postavy, a to štuchaním a pichaním do nej. Ich bionický prst pritom dokáže odhaliť štruktúry, ako sú cievy, tkanivá a kosti, ktoré sa nachádzajú pod kožou pacienta.
„Inšpirovali sme sa ľudskými prstami, ktoré majú najcitlivejšie hmatové vnímanie, aké poznáme,“ povedal profesor Jianyi Luo, hlavný autor štúdie. „Napríklad, keď sa prstami dotýkame vlastného tela, vnímame nielen štruktúru kože, ale aj obrysy kostí pod ňou“.
Bionický prst v skutočnosti vyzerá skôr ako tetovacia pištoľ než ako prst. Funguje tak, že opakovane pichá do povrchu malým hrotom pripomínajúcim ihlu, pričom metodicky skenuje oblasť tam a späť. Hrot je vyrobený z uhlíkových vlákien, ktoré sa stláčajú vo väčšej alebo menšej miere podľa toho, ako narážajú na mäkšie a tvrdšie materiály.
Na základe vlastného zmrštenia, ako aj reakcie materiálu, s ktorým sa stretáva, je bionický prst schopný vytvárať trojrozmerné obrazy toho, čoho sa dotýka. Skenuje sa nielen povrch materiálu, ale do 3D sa vykresľujú aj štruktúry pod ním.
„Náš bionický prst presahuje predchádzajúce umelé senzory, ktoré boli schopné rozpoznávať a rozlišovať len vonkajšie tvary, povrchové textúry a tvrdosť,“ povedal Zhiming Chen, spoluautor štúdie.
Pri testoch boli bionickému prstu predložené rôzne štruktúry, ktoré mal mapovať. Medzi ne patrilo pevné písmeno „A“ pokryté vrstvou mäkkého silikónu, ako aj rôzne iné tvary, ktoré sa pohybovali od mäkkých po tvrdé, tiež obalené silikónom. Bionický prst dokázal ľahko zmapovať nielen tvrdý tvar písmena „A“, ale bol úspešný aj pri identifikácii mäkkých tvarov pod mäkkým silikónom.
Aby výskumný tím zistil, ako by si bionický prst mohol počínať pri mapovaní ľudí, vytvoril štruktúry pozostávajúce z umelých kostí a „svalového“ tkaniva zo silikónu. Potom zistili, že dotyk sondy je dostatočne citlivý na to, aby našiel aj simulované krvné cievy uložené v umelom tkanive.
„Podobne ako palpácia (vyšetrenie pohmatom) lekára dokáže bionický prst rozpoznať jednoduché tkanivové štruktúry ľudského tela, ale na rozpoznávaní zložitých 3D štruktúr je ešte potrebné vykonať určitú prácu,“ píšu výskumníci. „Významné je, že bionický prst dokáže rekonštruovať 3D profil tkanivových štruktúr, vďaka čomu je palpácia vizuálna a vedecká. Celkovo tieto výsledky ukazujú fantastické perspektívy podpovrchovej hmatovej tomografie pre aplikáciu v ľudskom tele“.
Výskumníci sa tiež domnievajú, že systém bionického prsta by mohol byť užitočný pri hľadaní chýb v ohybnej elektronike, ako sú napríklad batérie napájané potom, ktoré sa dajú nosiť, a rozťahovateľné obrazovky displejov. Na otestovanie teórie prešli prstom cez systém pružných obvodov a podarilo sa im nájsť nesprávne vyvŕtaný otvor a oblasť, ktorá mala rozpojenie, ktoré by bránilo správnemu fungovaniu systému.
„Táto hmatová technológia otvára neoptický spôsob nedeštruktívneho testovania ľudského tela a flexibilnej elektroniky,“ hovorí Luo. „Ďalej chceme vyvinúť schopnosť bionického prsta na všesmerovú detekciu s rôznymi povrchovými materiálmi“.
O výskume informoval magazín Cell Reports Physical Science.
