Forskere efterligner hudens følesans i kunstig sensor

Forskere fra Aarhus Universitet har udviklet en sensor, der kan omsætte berøring til elektriske signaler på en måde, der minder om kroppens egne sanseceller.

Sensoren er lavet af et blødt, silikonelignende materiale og er omtrent på størrelse med en lille linse. Den indeholder bittesmå kamre, der er forbundet af mikroskopiske kanaler med saltvand. Når sensoren bliver berørt, bevæger elektrisk ladede partikler sig i væsken, hvilket skaber en svag elektrisk spænding.

Ifølge Rassoul Tabassian, adjunkt ved Institut for Mekanik og Produktion på Aarhus Universitet, er kroppens måde at registrere berøring en vigtig inspirationskilde.

”En simpel berøring er i virkeligheden en meget raffineret mekanisk proces. Som ingeniører prøver vi at forstå, hvordan kroppen løser opgaven med at sanse, og om vi kan genskabe nogle af de samme principper i laboratoriet," siger han.

Der findes allerede sensorer, som kan registrere berøring og tryk i proteser. Problemet er, at brugeren ikke selv kan mærke signalerne. Den nye sensor forsøger i stedet at efterligne den måde, kroppens sanseceller skaber et elektrisk signal på.

”Det nye er måden, signalet bliver skabt på. Vi har udviklet et princip, der minder om det, der sker i kroppens egne sanseceller. På sigt håber vi, at vi kan koble sensoren direkte til nervesystemet og dermed give proteser en kunstig følesans. Det er det, vi arbejder hen imod,” siger Rassoul Tabassian.

Den første prototype kan registrere let berøring og opfange pulsslag fra en blodåre i håndleddet. Når sensoren placeres på en blød protesehånd, kan den registrere berøring og producere et målbart elektrisk signal.

Forskerne understreger dog, at der stadig er lang vej til en protese med egentlig følesans. Signalet fra sensoren er endnu for svagt. Spændingen skal op over omkring 20 millivolt for at kunne udløse en reaktion i en nervecelle.

”Vi kan ikke kopiere en sansecelle én til én. Den er alt for kompleks. Men vi kan bryde den ned i nogle grundlæggende principper og forsøge at efterligne dem, og det er vi lykkedes med,” siger Rassoul Tabassian.

Forskerne vurderer, at der vil gå flere år, før teknologien eventuelt kan føre til en velfungerende protese. Næste skridt er at udvikle sensoren, så den kan stimulere nervesystemet direkte. Det vil kræve yderligere laboratorieforsøg og senere forsøg med dyr og mennesker.

Resultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Advanced Functional Materials.

Faktaboks

• Forskere: Aarhus Universitet.
• Sensoren er blød, silikonelignende og på størrelse med en lille linse.
• Den indeholder mikroskopiske kanaler og saltvand med elektrisk ladede partikler.
• Prototypen kan registrere let berøring og pulsslag.
• Signalet er endnu for svagt til direkte stimulering af nerveceller.
• Omkring 20 millivolt skal til for at udløse en reaktion i en nervecelle.
• Forskerne forventer flere års forskning, før en kunstig følesans i proteser eventuelt kan blive mulig.