نخستین عضو مصنوعی بدن که حس دارد!

موبنا – نحوه ساخت اعضای مصنوعی بدن انسان به زودی وارد دنیای جدیدی می‌شود. زیرا محققان موفق به ساخت عصب مصنوعی جدیدی شده‌اند که می‌تواند اطلاعات لمسی، پردازش اطلاعات، ارتباط با دیگر اعصاب و … شبیه به آنچه که در بدن انسان اتفاق می‌افتد، ارایه کند. مدل‌های آینده اعضای مصنوعی بدن انسان قادر است حسگرهایی را شامل شود که برای ردیابی تغییرات بافت، موقعیت و انواع مختلف فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد و این حسگرها می‌توانند در نحوه برخورد افراد با عضو مصنوعی بدن در زندگی روزمره تحولات بزرگی به وجود آورند. همچنین این امکان به وجود می‌آید تا روبات‌ها با دنیای پیرامون خود ارتباط واقعی‌تری برقرار کنند.

دکتر «رابرت شپِرد»  یکی از متخصصان حوزه عضو‌های الکترونیکی بدن در دانشگاه کورنل گفت: «این اتفاق یکی از بزرگترین پیشرفت‌های ما محسوب می‌شود». موادی که برای ساخت عضو مصنوعی بدن استفاده می‌شوند نه تنها نرم، انعطاف‌پذیر و شبیه به عضو بدن انسان هستند و عصب مصنوعی در آنها می‌تواند با اعصاب طبیعی بدن انسان ارتباط برقرار کند، بلکه با قیمت ارزان ساخته می‌شوند و می‌تواند به صورت گسترده آنها را به تولید رساند.

عضو‌های مصنوعی مدرن هم اکنون امکانات قابل ملاحظه‌ای را در خود جا داده‌اند. برخی از آنها به فرد امکان می‌دهند کنترل حرکات بازو را از طریق افکار خود در نظر بگیرد، بعضی دیگر می‌توانند از طریق حسگرهایی که در قسمت نوک انگشت کار گذاشته شده است فشار را احساس کنند تا فرد از این طریق بتواند بدون آنکه تمام فرآیند را از طریق چشمان خود مانیتور کند کنترل کامل بلند کردن شیئ از روی زمین را در دست بگیرد. با این وجود سیستم عصبی طبیعی ما بسیاری پیچیده‌تر طراحی شده است و هزاران حسگر را به یکدیگر متصل می‌کند تا انواع مختلف فشار مانند لمس کردن نرم، نیرومند و … را دریابد و به صورت همزمان توانایی حس گرما و تغییر موقعیت نیز مشخص شود. این مقدار گسترده از اطلاعات توسط شبکه‌ای انتقال داده می‌شود که سیگنال ها را از طریق خوشه‌های محلی اعصاب به طناب نخایی انتقال می‌دهد و در نهایت این اطلاعات به مغز می‌رسند. تنها زمانی که سیگنال‌ها به اندازه کافی قوی می‌شوند، پیوند بعدی در زنجیره اطلاعاتی را شکل می‌دهند تا حواس ما عکس‌العمل نشان دهد.

محققان هم اکنون در یک گروه تحقیقاتی به مدیریت «ژِنان بائو»  در دانشگاه استنفورد کالیفرنیا یک عصب حسی مصنوعی ساختند که بسیار مشابه عصب طبیعی انسان عمل می‌کند. این عصب مصنوعی که از عناصر انعطاف‌پذیر ساخته شده است سه بخش مجزا را شامل می‌شود. نخست یک سری حسگرها روی نشانه‌های فشار قرار گرفته‌اند. فشار دادن روی یکی از این حسگرها باعث می‌شود ولتاژ مربوطه بین دو الکترود افزایش یابد. این تغییر سپس توسط یک ابزار ثانوی موسوم به نوسان حلقه‌ای دریافت می‌شود که تغییرات ولتاژ را به یک رشته از پالس‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. این پالس‌ها و پالس‌های منتشر شده از سوی دیگر حسگرهای فشار و نوسانات حلقه‌ای به یک بخش سوم به نام ترانزیستور سیناپسی انتقال داده می‌شوند که در آن یک سری پالس‌های الکتریکی در الگوهای مطابق با تولید نورون‌های بیولوژیکی بدن انسان وجود دارند تا ارتباط میان عصب مصنوعی و اعصاب طبیعی بدن انسان برقرار شود.

این حسگر هم اکنون روی سوسک‌ها آزمایش شده است و محققان دریافتند که اعصاب آنها پس از قطع شدن به طور کامل، به این شکل پاسخ مثبت داده است.