تیمی از محققان چینی یک «انگشت بیونیک هوشمند با قابلیت توموگرافی لمسی زیرسطحی» طراحی کردهاند که میتواند توانایی طبیعی انسان را برای احساس شکل اجسام و آنچه در زیر سطح پنهان است، تقلید کند. قابلیتهای اسکن انگشت بیونیک برای کاربردهای آزمایش غیرمخرب هم برای تجزیه و تحلیل بدن انسان و هم برای وسایل الکترونیکی انعطافپذیر مفید است. به گفته ژیمینگ چن، یکی از نویسندگان مطالعه و مدرس دانشگاه Wuyi، حسگرهای لمسی مصنوعی که قبلا ساخته شده بودند فقط میتوانستند اشکال خارجی، بافت سطح و سختی را تشخیص دهند. برای دریافت ایدهای از آنچه در زیر سطح پنهان است، معمولا به فناوریهای نوری و راه حلهای بالقوه تهاجمی (یا دست و پا گیر) مانند سی تی اسکن، اسکن PET، توموگرافی اولتراسونیک یا MRI نیاز داریم.
دستگاه اسکن جدید مونتاژ شده توسط چن و همکارانش شبیه انگشت بیونیک است و میتواند همان قابلیتهای اسکن فناوریهای نوری فوق را ارائه کند. این انگشت مصنوعی از روی انگشت انسان و توانایی حسی پیچیدهای که در زیر آن پنهان شده، مدل سازی شده است.
همانطور که توسط محققان توضیح داده شد، هنگامی که انگشتان ما با یک سطح برخورد میکند، پوست دچار تغییر شکل مکانیکی، مانند فشرده سازی، کشش یا کشیدن میشود. این تغییر شکلها گیرندههای مکانیکی را تحریک میکنند تا تکانههای الکتریکی ساطع کنند که سپس از طریق سیستم عصبی مرکزی به قشر حسی جسمی در مغز هدایت میشوند. در اینجا تکانههای مکانیکی در نهایت توسط مغز رمزگشایی و ادغام میشوند تا ویژگیهای سطح را تشخیص دهند.
انگشت هوشمند بیونیک از طراحی سادهشدهای مبتنی بر انگشت بیولوژیکی بهره میبرد. یک استوانه فلزی در بالای انگشت نصب شده است که بهعنوان نوک تماس عمل میکند، در حالی که پرتوهای فیبر کربن که بهعنوان گیرندههای مکانیکی لمسی کار میکنند به یک واحد پردازش سیگنال (مغز) متصل میشوند. استوانه فلزی یک سطح را اسکن میکند که به نوبه خود الیاف کربن را فشرده و اطلاعات مربوط به سفتی یا نرمی سطح را منتقل میکند.
دادههای جمعآوریشده توسط این فرآیند در نهایت در یک نقشه سهبعدی روی یک نمایشگر ارائه میشوند و یک ایده بصری از ویژگیهای سطح ارائه میکنند. محققان تواناییهای انگشت رباتیک هوشمند خود را با نقشهبرداری از یک حرف سخت A واقع در زیر یک لایه سیلیکونی نرم و یک مدل فیزیکی چاپ سه بعدی از بافت انسانی با سه لایه پلیمر سخت (اسکلت) و یک نرمافزار آزمایش کردند؛ لایه بیرونی سیلیکونی (عضلات). در مورد دوم، انگشت بیونیک حتی قادر بود رگ خونی در زیر لایه عضلانی را احساس کند.
در نهایت، انگشت بیونیک توانست یک دستگاه الکترونیکی معیوب را اسکن کند و یک نقشه سهبعدی از اجزای داخلی از جمله نقطهای که مدار الکتریکی قطع شده بود، ایجاد کند. محققان اکنون در تلاشند به دستگاه اسکن خود قابلیتهای بیشتری مانند ظرفیت تشخیص همهجهت با مواد سطحی مختلف بدهند.
منبع: ضمیمه کلیک روزنامه جامجم
