Чувствительные к давлению искусственные нервы обеспечили движение тараканьих лапок - Гранит науки - 2018-06-08

Международная группа ученых сообщила в журнале Science о первом успешном опыте создания искусственных нервов, которые способны улавливать внешнее давление и, более того, приводить в движение отделенные лапки тараканов. Авторы предполагают, что в будущем подобные сенсоры могут быть использованы в протезах, что обеспечит передачу тактильной информации пользователю, то есть обратную связь вспомогательного приспособления с головным мозгом, которой в настоящее время нет. «Имитация сложной биологической сенсорной системы со всеми ее функциональными элементами в нейронной сети – большая проблема», поясняет в комментарии изданию The Scientist один из соавторов работы Тэ-Ву Ли (Tae-Woo Lee ) из Сеульского Национального университета (Seoul National University) Южной Кореи. По его словам, новая искусственная нервная система – «беспрецедентный шаг в этом направлении, потому что она может быть использована для улучшения пространственного разрешения в распознавании объектов и обработки тактильной информации, например, текстуры осязаемого предмета и его границ». При создании искусственных нервов группа Ли сотрудничала с химиком из Стэнфордского университета (Stanford University) Чжэньань Бао (Zhenan Bao), которая помогла объединить три составляющих в плоский эластичный лист длиной в несколько сантиметров. Три элемента устройства - это сенсор давления, сделанный из органических полимеров, углеродных нанотрубок и золотых электродов, круговой осциллятор, превращающий входящий сигнал в электрический импульс, и транзистор, который преобразует входящие сигналы от множества круговых осцилляторов в электрический ток.

«Новизна работы в основном заключается в сборке изученных по-отдельности элементов в единое целое», говорит эксперт The Scientist Алек Талин (Alec Talin), материаловед из Сандийской национальной лаборатории (Sandia National Laboratory) в Калифорнии. Новое устройство «искусственные нервы» его создатели сначала испытали вне организма на рельефно-точечном тактильном шрифте Брайля, и при этом были полученные различимые сигналы для каждого знака. А соединяя транзистор с нервами изолированной лапки таракана посредством электродов, авторы наблюдали индуцированное устройством движение конечности насекомого. «Мы еще на самой ранней стадии создания искусственной нервной системы, которая может быть встроена в кожу протеза», говорит Бао. Человеческая кожа распознает тепло, вибрации, давление и прочие формы воздействий. «Для того чтобы имитировать нашу кожу по-настоящему, нужно встраивать сенсоры и повышать уровень интеграции, что позволит увеличить стабильность и надежность подобных устройств», поясняет исследовательница. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».