Berta Sándor
Bionikus ujj válthatja fel az orvosi tapintásos vizsgálatot
A módszerrel kiváltható a röntgensugarak és egyéb képalkotó eljárások alkalmazása.
Az orvosok a vizsgálatok során általában a kezükkel tapintják ki a test belsejét, mielőtt olyan képalkotó eljárásokhoz folyamodnának, mint a röntgen, az ultrahang és a számítógépes tomográfia, hogy aztán további és pontosabb információkhoz jussanak. A Wuyi Egyetem kínai kutatócsoportja által megalkotott bionikus ujj képes 3D-s nézeteket készíteni a megtapintott tárgyakról és feltérképezni az összetett tárgyak felületi textúráit is. Ez azt jelenti, hogy a bionikus ujj bizonyos esetekben helyettesítheti a hagyományos képalkotó technikákat.
A kutatók a Cell Reports Physical Science folyóiratban megjelent "A smart bionic finger for subsurface tactile-tomography" című tanulmányukban ismertetik a mesterséges ujj elvét és működését. "Bionikus ujjunk túlmutat a korábbi mesterséges érzékelőkön, amelyek csak külső formák, felületi textúrák és keménységek érzékelésére és megkülönböztetésére voltak képesek" - fejtette ki Zhiming Chen, a tanulmány egyik szerzője, a Wuyi Egyetem oktatója. A tudós szerint ez azért lehetséges, mert az ujj egy tárgy fölött mozogva arra folyamatos lökésekkel nyomást gyakorol.
Minden egyes ilyen lökéssel a szénszálak összenyomódnak. A tömörítés mértéke alapján meghatározható a tárgy relatív merevsége vagy puhasága. A puha felületek, amelyek alatt merev tárgyak helyezkednek el, először összenyomódnak, amíg össze nem ütköznek a kemény tárggyal. Az így kapott adatokat a helyzetre vonatkozó információkkal együtt kiértékelik és 3D-s nézetben megjelenítik.
A szakemberek először egy puha szilikonba burkolt tömör "A" betűn és más, különböző formájú tárgyakon próbálták ki a műujjat. Különböző lágyságú anyagokból készült tárgyakat is vizsgáltak. Az eljárás során a bionikus ujj képes volt érzékelni és megkülönböztetni a különböző anyagokat még a kisebb barázdákban is.
Szimulált emberi szövetek segítségével a tudományos csapat megállapította, hogy az ujj alkalmas-e egy lehetséges orvosi alkalmazásra. Ehhez a 3D-nyomtató segítségével olyan szövetet hoztak létre, amely egy három különböző keménységű csontvázrészből, valamint egy izomszerű, puhább rétegből áll. A szkenneléssel a szövetszerkezet 3D-s profilját kapták meg. A mesterséges izomréteg alatt az ujj képes volt egy szimulált véredényt lokalizálni.
A munka még nem fejeződött be, a kutatók tervezik a bionikus ujj képességeinek bővítését. Először is azt szeretnék elérni, hogy a minden irányú érzékelés legyen lehetséges. A csoport tagjai szerint a jelenlegi eredmény azt mutatja, hogy optikai módszerek nélkül, a test felnyitása nélkül is le lehet képezni az emberi szervezet belsejét.
Az orvosok a vizsgálatok során általában a kezükkel tapintják ki a test belsejét, mielőtt olyan képalkotó eljárásokhoz folyamodnának, mint a röntgen, az ultrahang és a számítógépes tomográfia, hogy aztán további és pontosabb információkhoz jussanak. A Wuyi Egyetem kínai kutatócsoportja által megalkotott bionikus ujj képes 3D-s nézeteket készíteni a megtapintott tárgyakról és feltérképezni az összetett tárgyak felületi textúráit is. Ez azt jelenti, hogy a bionikus ujj bizonyos esetekben helyettesítheti a hagyományos képalkotó technikákat.
A kutatók a Cell Reports Physical Science folyóiratban megjelent "A smart bionic finger for subsurface tactile-tomography" című tanulmányukban ismertetik a mesterséges ujj elvét és működését. "Bionikus ujjunk túlmutat a korábbi mesterséges érzékelőkön, amelyek csak külső formák, felületi textúrák és keménységek érzékelésére és megkülönböztetésére voltak képesek" - fejtette ki Zhiming Chen, a tanulmány egyik szerzője, a Wuyi Egyetem oktatója. A tudós szerint ez azért lehetséges, mert az ujj egy tárgy fölött mozogva arra folyamatos lökésekkel nyomást gyakorol.
Minden egyes ilyen lökéssel a szénszálak összenyomódnak. A tömörítés mértéke alapján meghatározható a tárgy relatív merevsége vagy puhasága. A puha felületek, amelyek alatt merev tárgyak helyezkednek el, először összenyomódnak, amíg össze nem ütköznek a kemény tárggyal. Az így kapott adatokat a helyzetre vonatkozó információkkal együtt kiértékelik és 3D-s nézetben megjelenítik.
A szakemberek először egy puha szilikonba burkolt tömör "A" betűn és más, különböző formájú tárgyakon próbálták ki a műujjat. Különböző lágyságú anyagokból készült tárgyakat is vizsgáltak. Az eljárás során a bionikus ujj képes volt érzékelni és megkülönböztetni a különböző anyagokat még a kisebb barázdákban is.
Szimulált emberi szövetek segítségével a tudományos csapat megállapította, hogy az ujj alkalmas-e egy lehetséges orvosi alkalmazásra. Ehhez a 3D-nyomtató segítségével olyan szövetet hoztak létre, amely egy három különböző keménységű csontvázrészből, valamint egy izomszerű, puhább rétegből áll. A szkenneléssel a szövetszerkezet 3D-s profilját kapták meg. A mesterséges izomréteg alatt az ujj képes volt egy szimulált véredényt lokalizálni.
A munka még nem fejeződött be, a kutatók tervezik a bionikus ujj képességeinek bővítését. Először is azt szeretnék elérni, hogy a minden irányú érzékelés legyen lehetséges. A csoport tagjai szerint a jelenlegi eredmény azt mutatja, hogy optikai módszerek nélkül, a test felnyitása nélkül is le lehet képezni az emberi szervezet belsejét.