انتشار این مقاله


ساخت نسل جدید اعصاب مصنوعی با استفاده از مواد ارگانیک

محققان عصبی مصنوعی ساخته‌اند که می‌تواند لمس را احساس کرده، اطلاعات را پردازش نموده و با اعصاب دیگر ارتباط برقرار کند.

عرصه‌ی اندام‌های مصنوعی به زودی دچار تحولی جدید خواهد شد؛ چرا که محققان نوع جدیدی از اعصاب مصنوعی ساخته‌اند که می‌تواند لمس را احساس کرده، اطلاعات را پردازش نموده و با اعصاب دیگر بسیار مشابه آن‌‌چه در بدن اتفاق می‌افتد، ارتباط برقرار کند. در نسخه‌های بعدی احتمالاً بتوان حس‌گرهایی را جهت ثبت تغییرات بافت، موقعیت و انواع مختلف فشار اضافه نمود. این امر در افرادی که از اندام‌های مصنوعی استفاده می‌کنند و احتمالاً روزی ربات‌ها می‌تواند به پیشرفتی چشم‌گیر در احساس و تعامل با محیط بیانجامد.

به گفته‌ی Robert Shepherd، متخصص الکترونیک ارگانیک در دانشگاه کرنل، این پروژه پیشرفت خوبی محسوب می‌شود. نه تنها مواد ارگانیک، انعطاف‌پذیر و نرمی که برای ساخت اعصاب مصنوعی به کار رفته‌اند، برای ادغام با بافت انسانی ایده‌آل می‌باشند؛ برای تولید در مقیاس وسیع نیز نسبتاً ارزان هستند.

اندام‌های مصنوعی مدرن در حال حاضر بسیار قابل توجه هستند. برخی به کسانی که اندامشان قطع شده، امکان می‌دهند با افکار خود حرکات اندام را کنترل کنند. برخی دارای حس‌گرهای فشار در نوک انگشتان بوده که به فرد کمک می‌کند بدون نیاز به ارزیابی حرکت با چشمان، عمل به دست گرفتن اشیا را انجام دهد. اما حس لمس طبیعی ما پیچیده‌تر از این حرف‌هاست. در واقع، از هزاران حس‌گر تشکیل شده که انواع مختلف فشار هم‌چون تماس آرام و پرفشار را به همراه احساس گرما و تغییر موقعیت ثبت می‌کنند. این حجم عظیم اطلاعاتی از شبکه‌ای می‌گذرد که سیگنال‌ها را از طریق دسته‌های موضعی اعصاب به نخاع و در نهایت مغز منتقل می‌کنند. ارتباط بعدی در این زنجیره زمانی میسر می‌شود که سیگنال‌ها به حد کافی در اثر ادغام تقویت شده باشند.


مقاله‌ی مرتبط: دست مصنوعی واقعی‌تر به کمک ارسال لرزش‌های هماهنگ


حال محققانی به سرپرستی Zhenan Bao، شیمی‌دانی از دانشگاه استنفورد در Palo Alto کالیفرنیا، نوعی عصب حسی مصنوعی ساخته‌اند که تقریباً به روش مشابه عمل می‌کند. این عصب که از اجزای انعطاف‌پذیر و ارگانیک ساخته شده است، شامل سه قسمت می‌باشد. اول حس‌گرهایی که متوجه فشار می‌شوند. اعمال فشار بر هر یک از این حس‌گرها موجب افزایش ولتاژ میان دو الکترود می‌گردد. سپس این تغییر توسط جزء دوم تحت عنوان حلقه‌ی نوسان‌ساز منتقل می‌شود. این حلقه تغییرات ولتاژ را به رشته‌ای از پالس‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. این پالس‌ها و پالس‌های حاصله از سایر حلقه‌ها مجموعاً به جزء سوم تحت عنوان ترانزیستور سیناپسی تحویل داده می‌شوند. جزء سوم دسته‌ای از پالس‌های الکتریکی به صورت الگوهای شبیه نورون‌های زیستی ایجاد می‌کند.

Bao و همکارانش از دستاورد خود برای شناسایی حرکت میله‌ای که در جهات مختلف حول حس‌گرهای فشار حرکت می‌کرد، استفاده کردند؛ درست مشابه تشخیص خطوط بریل. در ادامه آن‌ها سعی در مرتبط ساختن نورون مصنوعی با همتای زیستی آن داشتند. آن‌ها یکی از پاهای سوسکی را جدا کرده و الکترودی از نورن مصنوعی را به نورون پای سوسک وارد کردند. نتیجه آن که سیگنال‌های نورون مصنوعی موجب انقاباضات عضلانی در پای سوسک شد.

از آن‌جا که ساخت الکترونیک ارگانیک‌هایی هم‌چون این مورد ارزان است، این روش می‌تواند به دانشمندان امکان دهد تعداد بیش‌تری از اعصاب مصنوعی را با اعصاب زیستی ادغام کنند. در این صورت، انواع مختلف اطلاعات حسی قابل انتقال بوده و در نتیجه، افراد قادر به کنترل بهتر اعضای مصنوعی خود خواهند بود. هم‌چنین چنین سیستمی می‌تواند برای ربات‌های آینده، امکان تعامل بهتر با محیط اطراف را فراهم سازد. امری که برای اجرای کارهای پیچیده مانند مراقبت از سالمندان حیاتی است.

نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید