Phát triển thành công da nhân tạo có cảm giác như da thật

Giáo sư Madhu Bhaskaran của Đại học RMIT cho biết da nhân tạo có thể phản ứng khi áp suất hoặc nhiệt độ được điều chỉnh đến ngưỡng gây đau. Bước đột phá này hứa hẹn sẽ giúp thay thế phương pháp cấy ghép da bằng các giải pháp nhân tạo.

Được biết, loại da nhân tạo kể trên đã được tạo ra nhờ kết hợp 3 công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của nhóm nghiên cứu gồm công nghệ tạo ra các ô nhớ điện tử (memory cell) giống não bộ; các thiết bị điện tử đeo trên người có thể uốn cong, khó bị đứt gãy và mỏng như nhãn dán; lớp phủ đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ mỏng hơn 1.000 lần so với tóc của con người.

Ông Bhaskaran cho biết nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục phát triển các công nghệ trên để ứng dụng vào lĩnh vực y sinh. Da nhân tạo có thể trở thành lựa chọn mới cho các bác sỹ thực hiện cấy ghép da không xâm lấn nếu phương pháp truyền thống không đem lại hiệu quả.

Trong tương lai, phần điện của lớp da nhân tạo có thể được gắn với các dây thần kinh của cánh tay, từ đó, não bộ của bệnh nhân có thể nhận được những tín hiệu cảm giác mà không cần phải trải qua phẫu thuật.

Loại da nhân tạo mới được phát triển có khả năng phản ứng trước tác động của các yếu tố bên ngoài giống như da thật. 

Trước đó, vào năm 2019, các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ cũng đã sử dụng vật liệu silicone và các điện cực đặc biệt để chế tạo ra những mảng da nhân tạo, có thể được sử dụng như một thiết bị phản hồi xúc giác.

Với thành công trong việc chế tạo loại da nhân tạo nói trên, các nhà khoa học đã có bước tiến mới hướng tới việc tái tạo xúc giác (hay còn gọi là phản hồi xúc giác) của con người. Xúc giác được tái tạo cũng góp phần giúp cải thiện đáng kể giao diện giữa người và máy tính cũng như tương tác giữa con người và robot.

Ở mảng da nhân tạo, các hệ thống cảm biến và ổ đĩa mềm sẽ cho phép nó bao gọn chính xác vào cổ tay người dùng và cung cấp phản hồi xúc giác dưới dạng áp suất và độ rung, liên tục đo biến dạng da để có thể điều chỉnh phản hồi xúc giác trong thời gian thực sao cho cảm giác chạm thật nhất có thể.

Da nhân tạo chứa các bộ truyền động khí nén mềm tạo thành lớp màng. Lớp này được thổi phồng bằng cách bơm không khí vào. Thiết bị truyền động có thể được điều chỉnh theo áp suất và tần số khác nhau (lên đến 100 xung mỗi giây). Da bắt đầu rung khi lớp màng nhanh chóng phồng lên và xì hơi.

Lớp cảm biến được phủ lên màng và chứa các điện cực mềm bằng hỗn hợp chất lỏng và gallium rắn. Các điện cực này liên tục đo biến dạng da và truyền dữ liệu đến bộ vi điều khiển, sử dụng phản hồi này để tinh chỉnh cảm giác truyền đến chủ sở hữu cốt đáp ứng với chuyển động của anh ta và thay đổi các yếu tố bên ngoài.

Da nhân tạo có thể được kéo giãn gấp 4 lần mà không làm hại cấu trúc của vật liệu trong ít nhất một triệu chu kỳ. Điều này làm cho nó đặc biệt hấp dẫn với một số ứng dụng thực tế. Hiện tại, các nhà khoa học đã thử nghiệm da trên ngón tay của người dùng và tiếp tục cải thiện nó để tăng sự thoải mái.

Bảo Lâm