Wetenschappers verbeteren kunstmatige huid

Twee Amerikaanse onderzoeksgroepen hebben los van elkaar een nieuwe drukgevoelige 'huid' ontwikkeld. De vindingen zouden kunnen worden gebruikt voor geavanceerde protheses of om robots aanraakgevoelig te maken.

De twee kunstmatige huidlagen kunnen drukverschillen van minder dan een kilopascal registreren, een druk die vergelijkbaar is met de druk die vingers bij een toetsenbordaanslag leveren. Bestaande methoden kunnen geen druk meten die kleiner is dan enkele tientallen kilopascal en kunnen bovendien niet vaststellen of er al een object op de drukgevoelige laag rust.

Het eerste systeem, dat in Nature Materials is gepubliceerd, werd ontwikkeld door een onderzoeksteam van de Stanford University. Deze onderzoekers gebruikten een stuk pdms van zes bij zes centimeter, waarin thin-film transistors zijn verwerkt. In het pdms, een hoogelastisch rubber, zijn kleine luchtzakjes aanwezig doordat er pyramidevormige uitsparingen in zijn gesneden. Deze luchtzakjes oefenen druk uit op de transistors. Hierdoor veranderen de geleidingseigenschappen van het materiaal, waarmee de stof drukgevoelig wordt.

De pdms-huid is relatief zeer gevoelig en zou zelfs de aanwezigheid van een vlinder op het oppervlak 'voelen'. Het materiaal is echter nog niet goed te buigen of uit te rekken, waardoor een toepassing zoals het maken van bijvoorbeeld protheses met een kunstmatige huidlaag vooralsnog niet aan de orde zijn. De wetenschappers denken het probleem van inflexibiliteit echter eind volgend jaar te hebben opgelost.

Een groep onderzoekers aan de University of California in Berkeley heeft een tweede methode ontwikkeld om kunstmatige huid tastzin mee te geven. Hierbij werd met contactprinting een rooster van geleidende nanodraden aangebracht op een drukgevoelige en elastische laag rubber. De nanodraden gedragen zich op dit oppervlak als transistoren en ook bij dit systeem veranderen de geleidende eigenschappen bij de uitoefening van druk. Deze 'huid' zou dankzij het toepassen van rubber zeer flexibel zijn: de wetenschappers wisten het materiaal te buigen met een straal van 5mm zonder dat de drukgevoeligheid minder werd.

Ondanks de geboekte vooruitgang stellen beide onderzoeksgroepen dat het nog lang zal duren voordat kunstmatige huid bij de mens toegepast kan worden. Met name het maken van verbindingen met de hersenen is een grote hindernis. Met name voor de robotica zijn er echter hooggespannen verwachtingen.

Reacties (39)

[Clavat]

de kosten zijn wel al behoorlijk hoog heb ik gezien om dit te produceren en ook in de toekomst. dus of het toekomst heeft ik denk uiteindelijk wel maar dat we er nog een aantal jaar op moeten wachten eer de kosten een beetje relevant zijn

[bbob]

Alles wat nieuw is kost geld, echter een betere vraag is hoe betrouwbaar is een meting op langere duur.

rubber heeft altijd te maken met verouderingseigenschappen, zeker als je het blootstelt aan weer, ozon enz. De eigenschappen van het rubber worden dan minder en dus veranderen de metingen. Je zal dan eens in de zoveel tijd een hercalibratie moeten uitvoeren om zeker te zijn dat de waardes kloppen.

[Elmo_nl]

Misschien dat ze over een tijd dan net zoals het artikel dat ik laatst op Tweakers las iets uit kunnen vinden met zelfreparerende (zonne)cellen maar dan van rubber. De menselijke huid veroudert ook maar maakt weer nieuwe cellen aan. Misschien als we over x jaar zo ver zijn dat stamcellen ook met electronica geïntegreerd kunnen worden (zoals de Borg uit Star Trek) dat we dan praktische toepassingen hiervan gaan terug zien. Ik hoop het nog mee te gaan maken!

[TIGER79]

ach jah dat geldt met alle nieuwe technologie.. Ik kan me nog de 2x cd-roms herrineren van 300 gulden

[Mike2k]

James Cameron had het in 1984 toch niet helemaal bij het verkeerde eind...bedoel natuurlijk The Terminator
Er zijn al bestuurbare protheses, implanteerbare apparaten (pacemaker ed.) en nu de drukgevoelige huid...eigenlijk mist alleen nog goede AI en een kleine quantum computer...

Vind dit een goede ontwikkeling maar maak me wel zorgen over 'de levensduur' van de mens die straks op deze manier wel heel erg opgerekt wordt met alle problemen van overbevolking, voedselschaarste ed. van dien...

edit:
Het is inderdaad een pacemaker en geen peacemaker...mybad

[Reactie gewijzigd door Mike2k op 22 juli 2024 22:57]

[MicGlou]

Je vergeet er eentje, wat ook het grootste obstakel is... hoe ga je het van energie voorzien? Dat blijkt voor de wetenschap nog steeds een grootobstakel om een echt efficiente (zelf voorzienende) energiebron te maken. Met hedendaagse accu's zal zo'n terminator volgens mij net de hoek van de straat halen.

[tehsojiro]

de accu's van de terminators zijn dan ook in de toekomst ontworpen

[sabir96]

Misschien op sterke drank aandrijven, zoals in het jaar 3000

on topic: wel cool, robots e.d. kunnen het nu dus gewoon registreren als je ze even aantikt, waarschijnlijk kunnen ze in een paar jaar de techniek verbeteren zodat deze net zo goed (of beter) als de menselijke huid aanrakingen kan registreren

[Mijiru]

Om en om drukgevoelige cellen afwisselen met zonnecellen en 's nachts hibernaten?

[Reactie gewijzigd door Mijiru op 22 juli 2024 22:57]

[ZeromaNoiS]

Ze zouden wat peacemakers bij die jihad strijders moeten implanteren.

[Relief2009]

Haha erg scherp +1

Amerikanen kunnen ook wel wat peacemakers gebruiken

[cariolive23]

Haha erg scherp +1

Amerikanen kunnen ook wel wat peacemakers gebruiken

Die hebben ze al, zie dit en dit. Hoeveel peace wil je hebben?

[mbvisiontt]

Check, ik moest er ook meteen aan denken, het komt op die manier toch wel heel dicht in de buurt allemaal.

Over xx jaar wordt dit draadje en deze reacties terug gelezen door de laatste verzets mensen en schudden ze het hoofd in ongeloof dat we het niet hadden kunnen zien aankomen...

[evonck]

LOL. Nu nog terug in de tijd kunnen reizen en dan zijn we er, James Cameron.

@ Mike2K: En wat doen we dan met de pacemakers, als we al peacemakers hebben.

[Reactie gewijzigd door evonck op 22 juli 2024 22:57]

[Verwijderd]

Ik lees het eigenlijk als " Wetenschappers verbeteren tactiele sensoren"
Die kunnen gebruikt worden als "huid" voor robots, met dezelfde functionaliteit als onze huid.

[Elmo_nl]

Bijna dezelfde dan he?! Onze huid voelt b.v. ook warmte en koud. Als ze nu niet alleen druk maar ook temperatuur verschillen zouden kunnen meten dan zie ik al voor me dat de brandweer hier dankbaar gebruik van kan maken. Je zou een robot een brandend gebouw in kunnen laten rijden en 'voelen' tot hoe ver de brandweerlieden veilig zijn voor de brandhaard.
Ook zie ik toepassingen in de ruimtevaart waar je een drone/robot bloot kunt stellen aan b.v. het aardoppervlak van Mars om te zien (=meten) wat de uitwerking op het menselijk lichaam zou zijn.
De medische wereld zou hier ook van kunnen profteren zoals velen al opperen maar voor ze dit op grote schaal bij mensen kunnen inzetten zijn we denk ik 2 generaties verder al is het maar omdat de acceptatie nog moet groeien voor dit soort technieken.

[Mijiru]

Ja, of je gebruikt een thermometer die nauwkeurige en betrouwbare data oplevert.

[Psycho-18]

LOL, ik dacht precies hetzelfde

Maar er zijn vast wel goede toepassingen voor hun vindingen. Jammer dat wij allemaal niet zullen meemaken. I, robot taferelen zullen vast voor de kinderen van de volgende generatie pas reëel worden.

[Cheetah_777]

Hmm, ik vraag me af hoe slijtvast dit systeem zal zijn.
"In het pdms, een hoogelastisch rubber, zijn kleine luchtzakjes aanwezig doordat er pyramidevormige uitsparingen in zijn gesneden. Deze luchtzakjes oefenen druk uit op de transistors. "

Als het hoogelastisch is lijkt het me dat het ook snel slijt, kijk naar rubber handschoenen.

[fstechnics]

slijtage zou inderdaad een groot probleem zijn, vooral met de hoge kosten van het materiaal de mogelijkheden voor mensen met prothesen zijn echter geweldig! al die mensen die gevoel zijn verloren in lichaamsdelen, om ineens weer te kunnen voelen!

goed bezig

[imacbest]

hu klopt niet!:
titel: Wetenschappers verbeteren kunstmatige huid

Het materiaal is echter nog niet goed te buigen of uit te rekken, waardoor een toepassing zoals het maken van bijvoorbeeld protheses met een kunstmatige huidlaag vooralsnog niet aan de orde zijn

[Soggney]

Groep 2 heeft deze dan toch verbeterd. aangezien ze rubber gebruiken.
Maar het is nu nog de verbinding met de hersenen. USB poortje in het ruggenmerg?

[imacbest]

of een sata poortje

[Mijiru]

Ik dacht dat elektrische signalen via de huid al voldoende informatie is voor je hersenen om een besef te ontwikkelen van wat de prothese 'voelt'. Er zijn ook mensen, met een aluminium protheses die aan hun beenderen zijn vastgegroeid(no shit), die zelfs regen voelen vallen op hun prothese simpelweg door de trilling die ze via hun beenderen waarnemen.
Ik herinner mij ook een geval (in de jaren 90, geloof ik) van een blinde persoon die gedeeltelijk kon zien met een digitale camera via een reeks pinnen die rechtstreeks waren geïnjecteerd op het gebied van de hersenen dat dient voor zicht.

Dus ja, Ghost in the Shell is niet ver weg.

[Reactie gewijzigd door Mijiru op 22 juli 2024 22:57]

[Zakkenwasser]

Ghost in a shell. Iemand?

[DiAngelA]

Een realdoll hoeft toch niet te kunnen voelen?

[Dark Angel 58]

waarom realdoll? waarom niet Caprica Six?

[maximus1]

Om te reageren op wat er gebeurt is dat misschien wel handig

[Verwijderd]

if hit G-spot sensor goto happy ending, en dat met een drukgevoelig zakje

[dasiro]

error G-spot sensor not found

press ok to end or cancel to debug

[Pytox]

error 404

[Xrider]

Das mooi voor mensen die brand wonden hebben dan kunnen ze huid transplantatie doen als ze dat willen. En ze kunnen er mee voelen. Ik vind het mooi hoe de mensheid steeds veder komt.

[Simyager]

Prachtiger vindt ik eigenlijk dat er geen genetische manipulatie is gebruikt . Maar dan vraag ik me toch wel af of ze later wel af kunnen en niet te diep vastzitten als ze dat op verongelukte mensen gebruiken.

[Durandal]

Dit is geen biologische huid, en dus niet ter vervanging van verbrande huid.

[Aganim]

Ondanks de geboekte vooruitgang stellen beide onderzoeksgroepen dat het nog lang zal duren voordat kunstmatige huid bij de mens toegepast kan worden.

Uit die zin maak ik op dat het kennelijk wel de bedoeling is om uiteindelijk die richting op te gaan.

Maar dan zijn er uiteraard nog wel genoeg hindernissen, want wat doe je met een beschadigde kunsthuid? Immers heelt deze zichzelf niet, waardoor je altijd met een gat blijft zitten bij de minste beschadiging. Met mogelijke infecties als gevolg.

Daarnaast de genoemde verbinding met de hersenen uiteraard. En je hebt altijd de mogelijkheid op afstoting/allergische reacties wanneer je dit zonder meer gebruikt als vervanging van huid.

Opzich een mooie stap in de goede richting, maar voorlopig zal het niet verder dan de robotica komen vrees ik.

[Xthemes.us]

Volgens mij is dit meer bedoeld voor protheses, als je een robot hand hebt is het wel handig om te kunnen voelen hoe 'hard' je iets vastpak om te voorkomen dat je het glas dat je in je hand hebt bij het drinken verpletterd.