بناء الجلد الذكي.. تقنية جديدة لبناء جلد صناعي بالإحساس البشري
في تطور علمي غير مسبوق حقق الباحثون تقدما في بناء «جلد ذكي» مصنوع من مواد لزجة منحلة من الماء والقدرة على محاكاة قدرات الحس بالجلد البشري الطبيعي.
الجلد الذكي
وبدأت القصة بتطوير الجلد الأيوني، المصنوع من مواد لزجة منحلة في الماء ومتوافقة حيويا، والتي تستطيع نقل الشحن الكهربائية؛ في إطار سعي العلماء لبناء ”جلد ذكي“ قادر على محاكاة قدرات الجلد الطبيعي.
وخلافا لـ«الجلد الذكي» المصنوع من المعادن والبلاستيك، فإن هذا الابتكار يمتلك نعومة الجلد الطبيعي؛ ما يعطي شعورا طبيعيا للأذرع الاصطناعية والروبوتية.
ويولّد هذا الجلد توترا كهربائيا عند لمسه، وهو ما استطاع باحثون من جامعة بريتيش كولومبيا الكندية تفسيره في تجربة فريدة من نوعها، وفق ما نشرته في مجلة «ساينس».
جاء ذلك، عبر دراسة كانت جزءا من رسالة ماجستير في العلوم الطبية البيولوجية في جامعة ”بريتيش كولومبيا“ في كندا.
وقال يوتا دوباشي، المؤلف الرئيس للدراسة: «تطلق المواد المنحلة في الماء توترات كهربائية عند تعرضها للمس أو الضغط، ولكننا لم نعلم سابقا سبب حصول ذلك».
وأضاف دوباتشي بحسب موقع «ساينس ديلي»: «عندما نطبق ضغطا على المادة، تنتشر الأيونات في السائل بسرعات مختلفة؛ ما يؤدي إلى تشكيل إشارات كهربائية، إذ تتحرك الأيونات الموجبة التي تكون صغيرة في العادة بسرعة أعلى من الأيونات السالبة الكبيرة، ونتيجة لعدم انتظام توزع الأيونات، ينشأ حقل كهربائي».
الجلد الايوني
وأشار الباحثون، إلى أن هذه الآلية ذاتها موجودة لدى البشر في إحساسهم بالضغط؛ ما يفتح المجال أمام تطبيقات جديدة للجلد الأيوني.
وقال المشرف على الدراسة جون مادن، الأستاذ الدكتور في الهندسة الكهربائية والحاسوب في جامعة بريتيش كولومبيا: «التطبيق المباشر لهذه التقنية يتمثل في ابتكار مستشعرات يمكن ربطها مباشرة بالخلايا والجهاز العصبي؛ ما يسمح بنقل الإشارات الكهربائية إلى الأعصاب».
وأضاف مادن: «تكمن فائدة ذلك في ربط ذراع اصطناعي مغطى بالجلد الأيوني بأعصاب صاحب الذراع، إذ إنه سيستطيع الاستشعار بالضغط واللمس المطبقين على ذراعه والتحكم بالموتورات الموجودة في ذراعه لتحريكها كردة فعل على ذلك».
المستشعرات الجلدية
وتابع: «يمكن الاستفادة من ذلك أيضا في قيام المستشعرات الجلدية بقياس العلامات الحيوية للمريض دون أن تسبب له أي إزعاج، وبحيث تولد طاقتها بنفسها».
من جانبه، قال دوباشي، باحث الدكتوراه في جامعة تورنتو الكندية: «التقنية الجديدة تفسح المجال لابتكار أعضاء تُزرع في الجسم شبيهة بالمواد اللزجة، دون خوف من أن يرفضها الجسم البشري».
وأشار الباحثون إلى أن سوق «الجلود الذكية» قُدِّر بحوالي 4.5 مليار دولار عام 2019، وهو مستمر في النمو، إذ يمكن استخدام هذه الجلود في صناعة الملابس أو وضعها مباشرة على الجلد.
