La tecnologia di stampa 3D crea dita artificiali con risposte tattili! Segnali aptici simili alle dita umane reali
Un team di ricerca del Robotics Laboratory dell’Università di Bristol, nel Regno Unito, ha recentemente pubblicato due articoli sul Journal of the Royal Society Interface, il primo studio approfondito sui polpastrelli artificiali stampati in 3D e sui segnali neurali tattili umani reali. Uno studio comparativo mostra che i modelli di segnale dei due sono molto simili, il che aumenta l’applicazione degli esseri umani ai futuri robot e può anche ottimizzare lo sviluppo della flessibilità degli arti protesici.
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Punta delle dita artificiali stampate in 3D che imitano gli strati interni della pelle
Aderendo al desiderio di svelare il mistero della complessa struttura all’interno della pelle umana per capire come generare e creare il senso del tatto, il team di ricerca, guidato dal professor Nathan Lepora del Dipartimento di Macchine e Intelligenza Artificiale, ha utilizzato la tecnologia 3D in grado di mescola e stampa materiali morbidi e duri.La complessa struttura papillare tra l’epidermide esterna e il derma interno è simulata per creare un polpastrello artificiale tattile.
Il team di ricerca ha prima studiato il modo in cui i nervi tattili umani ricevono i segnali, quindi ha codificato i loro segnali e quindi ha utilizzato sensori tattili bionici stampati in 3D (TacTip) per creare due nervi tattili artificiali, ovvero SA-I e RA-I, inoltre, un il sensore è incorporato per ricevere il segnale di vibrazione, che è RA-II. I segnali trasmessi dai tre nervi artificiali interagiscono per formare una risposta tattile spaziale.
Il segnale di induzione ricevuto dal dito artificiale è molto simile al vero corpo umano!
I meccanocettori nella pelle umana possono ricevere segnali da varie terminazioni nervose tattili e percepire forme attraverso segnali generati da diverse pressioni tattili. Nel 1981, i neuroscienziati JR Phillips e KO Johnson registrarono per la prima volta le onde elettriche generate da questi nervi tattili che rilevano oggetti a forma di cresta per esplorare la “risoluzione spaziale tattile” (risoluzione spaziale tattile).
Il team di ricerca ha scoperto che i segnali nervosi artificiali prodotti dai polpastrelli artificiali stampati in 3D che “sentono” lo stesso oggetto struttura a forma di cresta sono molto simili alle registrazioni delle onde radio rilevate dai veri neuroni tattili umani 40 anni fa. Anche se la registrazione del segnale radio è molto complicata, inclusi vari fronti e depressioni d’onda irregolari, uno schema simile può essere visto nei dati del tocco artificiale, indicando che la punta del dito artificiale può simulare la capacità di rilevamento del tocco umano.
Tuttavia, i polpastrelli artificiali non sono ancora sufficientemente sensibili ai dettagli degli oggetti.Il team di ricerca ritiene che la pelle stampata in 3D sia più spessa della pelle reale. Pertanto, continuerà a studiare come stampare la pelle umana su micro scala per ottimizzare le capacità del rilevamento tattile artificiale.
Il professor Lepora si aspetta: “Il nostro obiettivo è rendere la pelle artificiale buona come la pelle reale, o anche meglio”.
