Ученые создали чувствительный протез пальца

Устройство, имитирующее кончик пальца, позволит людям с протезами различить детали поверхности.

EPFL

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны создали искусственный палец, который способен имитировать действие кожных рецепторов и определять на ощупь гладкие и шероховатые поверхности. Результаты исследования опубликованы в журнале eLife.

Для создания устройства ученые применили микроэлектромеханический сенсор с пьезорезисторами, реагирующий на неровности в поверхности. При этом электрические сигналы от датчика передавались в виде нейронных стимулов в срединный нерв руки пациента через тонкие вольфрамовые иглы или нейроэлектронный интерфейс.

На первом этапе эксперимента ученые провели испытание устройства на четырех здоровых людях. Искусственный палец подключили к руке испытуемых через электроды в виде игл, после чего устройство перемещали вдоль различных типов поверхности: гладкой, с углублениями или ребрами. С помощью электроэнцефалографии исследователи сравнили электрофизиологические сигналы в сенсорной коре мозга испытуемых при действии как их собственных пальцев, так и искусственных.


Результаты показали, что испытуемые смогли различить текстуру поверхности в 77 процентах случаев. При этом электроэнцефалография не показала существенных различий между сигналами в мозге при стимуляциях кончика настоящего пальца и искусственного.   

Так как электроды в виде игл подходили лишь для однократного использования, на следующем этапе эксперимента ученые испытали технологию нейроэлектронного интерфейса.Электроды имплантировали добровольцу с частично ампутированной рукой прямо внутрь срединного нерва. Интересно, что испытуемый показал даже лучший результат, чем здоровые люди, и смог правильно определить детали поверхности в 96 процентах случаев.

Множество научных групп трудятся над созданием искусственной кожи, которая способна к различным ощущениям и могла бы сделать из протезов практически полноценные конечности. Ранее ученым из Стэнфордского университета удалось разработать кожу, которая может распознавать давление от легкого прикосновения до крепкого рукопожатия.

Александр Еникеев 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.