Electronics system integration and characterization of electronic skin for prosthetic applications

Üst ekstremite amputasyonu, dokunma algısını önemli ölçüde bozar ve günlük aktiviteler üzerinde etkili bir rol oynar. Doğal işlevselliği yakından taklit eden protez bir cihaz elde etmek için, kullanıcılara nesnelerle etkileşim sırasında geliştirilmiş duyusal deneyimler sunmak kritiktir. Gerçek zamanlı olarak kullanıcının doğal deneyimlerini yansıtmak için, ideal üst ekstremite protezi, güçlendirilmiş duyusal geribildirim sağlamalıdır. Mevcut protezler, sınırlı duyusal yetenekleri nedeniyle önemli dokunsal geribildirim sunma konusunda zorluklarla karşılaşmaktadır. Burada, cildin duyusal özelliklerinden esinlenerek, üst ekstremite amputasyonu için kullanılan mikro fabrikasyon ve multiplex elektronik ciltten bahsediyoruz. Duyusal geribildirim yetenekleri için bir dizi aktuatörle birleştirilmiş olan bu elektronik cilt, kullanıcıların doğal deneyimlerini gerçek zamanlı olarak yansıtmak üzere tasarlanmıştır. Piezoelektrik-kapasitif sensörler kümesi, statik basınç, sıcaklık, titreşim ve doku tanımlayabilirken, içerilen aktuatörler cilt stimülasyonu aracılığıyla anında geri bildirim sunar. Üretilen sensör dizisi, 1 cm² bir alan içinde iki pikselin esnek bir yapısı ve kompakt bir tasarımına sahiptir. Bu sensör dizisi, insan cildinin en önemli dokunsal duyumları olan geniş bir basınç (0.5-10 kPa), sıcaklık (22-60 °C), titreşim (35-100 Hz) ve doku (2.5-45 Hz) aralığını algılayabilir. Elektronik cilt, bir protez parmağına yerleştirilmişken, aktuatörler insan gönüllülerinin bileklerine yerleştirilmiştir. İnsan katılımcıları, sistemin olasılık testlerine katıldı ve performansı istatistiksel yöntemler kullanılarak nicel olarak değerlendirildi. Multiplex sensörlerin ve aktuatörlerin entegrasyonu, geliştirilmiş dokunsal geribildirim sağlama ve üst ekstremite amputasyonu olan bireylerin yaşam kalitesini artırma konusunda yeni olanaklar sunmaktadır.