Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны создали искусственный палец, который способен имитировать действие кожных рецепторов и определять на ощупь гладкие и шероховатые поверхности, сообщает N+1. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале eLife.
Для создания пальца исследователи применили микроэлектромеханический сенсор с пьезорезисторами, реагирующий на неровности поверхности. При этом электрические сигналы от датчика передавались в виде нейронных стимулов в срединный нерв руки подопытного пациента через тонкие вольфрамовые иглы или нейроэлектронный интерфейс.
Сначала разработка была испытана на четырех здоровых участниках. В ходе опытов искусственный палец подключали к руке испытуемых при помощи игл-электродов, а затем устройство перемещали вдоль различных типов поверхности: гладкой, с углублениями или ребрами. При помощи электроэнцефалографии исследователи сравнивали электрофизиологические сигналы в сенсорной коре мозга испытуемых при действии как их собственных пальцев, так и искусственных.
Результаты показали, что виртуальный палец испытуемых смог различить текстуру поверхности в 77% случаев. При этом электроэнцефалография не выявила существенных различий между сигналами в мозге при стимуляциях кончика настоящего пальца и искусственного.
Второй этап исследования предусматривал замену одноразовых игл-электродов на технологию нейроэлектронного интерфейса. Новые электроды были имплантированы добровольцу с частично ампутированной рукой в срединный нерв, а результаты тестирования оказались значительно лучше, чем в первом случае — пациент смог правильно определить детали поверхности в 96% случаев.