علماء صينيون يبتكرون جلدا إلكترونيا ثلاثي الأبعاد يحاكي جلد الإنسان

ابتكر فريق من العلماء الصينيين لأول مرة في العالم جلدا إلكترونيا مستوحى من البيئة الحيوية يتمتع بهيكل ثلاثي الأبعاد يحاكي ثلاث إشارات ميكانيكية موجودة في الجلد البشري.

وبفضل توزيعها ثلاثي الأبعاد المعقد، يمكن للمستقبلات الحسية في جلد الإنسان إدراك القوى والإجهاد الخارجي ببراعة. ومن خلال محاكاة هذا التوزيع المكاني، طور باحثون من جامعة تسينغهوا جلدا إلكترونيا يحاكي بنية الجلد البشري ويضم “البشرة” و”الأدمة” و”الأنسجة تحت الجلد” الخاصة به.

وهذا الجلد الإلكتروني قادر على تحقيق فك رموز الشفرة والإدراك لثلاث إشارات ميكانيكية — الضغط والاحتكاك والإجهاد في وقت واحد– على المستوى المادي، وفقا للدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة “ساينس”.

وقال تشانغ يي هوي، المؤلف المراسل للدراسة: “إن رقعة من الجلد الإلكتروني بحجم طرف إصبع السبابة، مجهزة بـ240 مستشعرا معدنيا، يتراوح حجم كل منها من 200 إلى 300 ميكرومتر”.

وأضاف تشانغ: “إن توزيعها المكاني يشبه توزيع خلايا المستقبلات اللمسية داخل جلد الإنسان”.

وتقوم المستشعرات بتجميع الإشارات التي تتم معالجتها بدقة ومن ثم تحسينها من خلال خوارزميات التعلم العميق، مما يسمح للجلد المحاكى حيويا بتمييز ملمس وملامح الأشياء بدقة عالية.

ويظهر الجلد الإلكتروني دقة عالية في إدراك موضع الضغط تبلغ حوالي 0.1 ملليمتر، ما يعد قريبا من حساسية جلد الإنسان الحقيقي، وفقا للدراسة.

ويتمتع الجلد الإلكتروني بإمكانية دمجه في أطراف أصابع الروبوتات الطبية لإجراء تشخيصات وتدخلات دقيقة في المراحل المبكرة. ويمكن استخدامه أيضا كأداة مساعدة لتوفير مراقبة في الوقت الفعلي للمقاييس الصحية الحيوية، بما في ذلك تشبع الأكسجين في الدم ومعدل ضربات القلب، وفقا لما قال تشانغ.