Инженеры создали искусственную кожу для протезов, которая возвращает пациенту не только осязание, но и ощущение боли. Её можно "надевать" на уже существующие протезы без изменения их конструкции. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science Robotics командой во главе с Нитишем Тхакором (Nitish Thakor) из Университета Джонса Хопкинса в США.
Кибернетическая кожа, которую авторы называют е-дермисом (по аналогии с эпидермисом), изготовлена из тканного материала и резины и снабжена датчиками. Они подключаются к живым нервам без хирургических операций, с помощью электрической стимуляции через поверхность тела. Инженеры взяли за основу устройство осязательных и болевых рецепторов человека и, насколько возможно, скопировали соответствующие особенности нервного импульса.
"Мы создали датчик, который <…> действует как ваша собственная кожа", – говорит в пресс-релизе исследования первый автор статьи Люк Осборн (Luke Osborn), также из Университета Джонса Хопкинса.
Оболочка позволяет носителю протеза воспринимать широкий спектр тактильных ощущений от лёгкого прикосновения до сильного нажатия. Новшеством по сравнению с другими моделями искусственной кожи являются электронные болевые рецепторы. Они активируются, когда давление на чувствительную поверхность достигает опасных значений (например, когда пациент прикасается к острому предмету).
"Боль, конечно, неприятна, но это также важное защитное тактильное ощущение, которое не поддерживается протезами, доступными в настоящее время для ампутантов", – объясняет Осборн.
В ходе тестов бесстрастная электроэнцефалограмма подтвердила, что мозг носителя протеза получил нужные импульсы. Об этом же говорят и субъективные отчёты испытателей.
"Спустя много лет я вновь почувствовал свою руку, как будто пустая оболочка снова наполнилась жизнью", – говорит пациент, чьё имя не разглашается по этическим соображениям.
Разработка, конечно же, не полностью копирует человеческую кожу. Например, е-дермис не чувствителен к температуре. Так что у авторов есть простор для дальнейшей работы.
Другое перспективное направление исследований связано с применением разработки в других областях. Например, её можно использовать, чтобы сделать "чувствительной" перчатку космического скафандра.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) не раз писали о похожих разработках. Например, мы рассказывали о моделях, оснащённых тактильной памятью и соперничающих по осязательной чувствительности с человеческой кожей.
