Künstliche Haut reagiert auf Schmerzen

Der Prototyp der RMIT University kann Druck, Hitze und Kälte nahezu in Echtzeit wahrnehmen. [...]

Wissenschaftler der RMIT University haben eine künstliche elektronische Haut entwickelt, die wie das natürliche Vorbild auf Schmerzen reagiert. Der Prototyp kombiniert dabei unterschiedliche Technologien, um äußere Einflüsse wie Druck, Hitze, Kälte oder eben Schmerzen wahrzunehmen. Dies geschieht wie beim Menschen, wo Signale über Nerven ins Gehirn geleitet werden, nahezu in Echtzeit.

„Das ist ein bedeutender Schritt“

„Die Haut ist das größte Sinnesorgan des Menschen. Sie verfügt über komplexe Funktionen, die dafür gemacht wurden, um Warnsignale wie Schnellfeuer losschicken zu können, wenn es irgendwo weh tut“, erklärt Projektleiterin Madhu Bhaskaran, Professorin am Department of Electronics and Telecommunications der RMIT. „Wir fühlen andauernd irgendetwas mit unserer Haut. Unsere Schmerzwahrnehmung wird aber erst ab einem bestimmten Punkt aktiviert – beispielsweise, wenn wir etwas anfassen, das zu heiß oder zu scharf ist“, erläutert die Forscherin.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt sei es keiner Technologie gelungen, das menschliche Gefühl von Schmerzen auf realistische Weise nachzubilden. „Unsere elektronische Haut ist der erste Ansatz, bei dem es zu einer sofortigen Reaktion kommt, wenn Druck, Hitze oder Kälte einen schmerzhaften Grenzwert überschreiten. Das ist ein bedeutender Schritt in Richtung einer zukünftigen Entwicklung für fortschrittliche Feedback-Systeme, die wir etwa für smarte Prothesen oder intelligente Roboter benötigen“, so Bhaskaran.

Drei unterschiedliche Technologien

Der von der Wissenschaftlerin und ihrem Team entwickelte Prototyp verbindet drei unterschiedliche Technologien: dehnbare Elektronik, temperaturempfindliche Beschichtungen und elektronische Speicherzellen, die die Art nachahmen, wie unser Gehirn auf im Langzeitspeicher abgelegte Informationen zugreift und diese wieder abruft.

„Die Speicherzellen sind dafür verantwortlich, eine spezifische Reaktion auszulösen, sobald der Druck, die Hitze oder die Kälte eine gewisse Grenze erreicht“, sagt Projektmitarbeiter Ataur Rahman. Und weiter: „Damit können wir gewissermaßen alle Schlüsselfunktionen des komplexen neuronalen Systems unseres Körpers elektronisch replizieren. Unsere künstliche Haut kennt den Unterschied zwischen der leichten Berührung einer Nadel mit der Fingerspitze und einem Unfall, bei dem man sich damit richtig sticht – das ist eine kritische Unterscheidung, die zuvor elektronisch noch nicht erreicht wurde.“