5 наших чувств для здоровой и долгой жизни. Практическое руководство

Кожей можно ощутить не только температуру предмета на расстоянии, но и определить его местоположение в пространстве. К примеру, незрячий человек может определить местоположение отопительных или осветительных приборов, расположение солнца на небе и т. п. При этом чем больше участок ощущающей кожи, тем меньшая разница температур нужна для различения предметов.

Температурные ощущения склонны к адаптации; чем больше поверхность кожи, тем степень адаптации к температурному режиму выше. По этой причине прикосновения к предмету должны быть кратковременными, только тогда они информативны. Скорость и точность данного вида ощущений зависит от опыта человека в определении температуры воды и воздуха.

Болевые ощущения возникают в результате воздействия на кожу механических, химических, температурных раздражителей. Они информируют организм о том, что в месте воздействия кожа разрушается или близка к этому. Болевые ощущения лежат в основе самосохранения организма. При пространственной ориентировке болевые ощущения не используются.

Кожные ощущения несут незрячим людям огромный поток информации о предметах окружающего мира. При систематических тренировках слепые люди могут научиться с легкостью распознавать окружающие их предметы.

Двигательные ощущения в ориентировке незрячего человека. Лишь одна тактильная чувствительность не обеспечивает полного восприятия предметов. Для получения полной информации о размерах предмета необходимо включить двигательный анализатор. Двигательный и тактильный анализаторы будут дополнять друг друга.

Двигательные ощущения несут значительный пласт информации о размерах и пространственном расположении. Двигательный анализатор выполняет функции управления движением, его точностью, частотой и силой. Человек ощущает движение тела и может управлять им.

Двигательные ощущения в большинстве случаев бесконтактны, контактные двигательные ощущения возможны лишь при небольшой скорости движения. В противном случае такое воздействие может привести к травмам.

Двигательное ощущение выполняет функцию измерения предметов и может позволять оценивать размер предметов вне зависимости от их величины.

Таким образом, вся система кожно-двигательных ощущений при полной или частичной потере зрения становится важнейшим источником информации об окружающей среде. Она способствует лучшей ориентации в пространстве, а ее сохранность – более высокой степени овладения навыками ориентировки на местности.

Пьезоэлектрическая кожа у роботов

Робот с улучшенной способностью чувствовать имеет больше возможностей для идентификации объектов. Он передвигается с большей осторожностью и выполняет больше задач в целом. Самый последний шаг к достижению этой цели сделали исследователи из Института технологии Джорджии, разработавшие новый тип сенсорного материала, который достаточно чувствителен, чтобы соперничать с чувствительностью человеческих пальцев, и может подарить роботам чувство осязания, которое напоминает наше собственное.

Повышенный тактильный материал использует около 8 тысяч пьезотроновых транзисторов, каждый из которых содержит около 1500 нанопроводов, диаметр которых варьирует между 500 и 600 нм. В отличие от большинства сенсорных экранов, которые оценивают изменение в сопротивлении или емкости, чтобы обнаружить, где ваш палец, эти транзисторы ощущают изменение в их собственной полярности при давлении. Этот эффект связан с нанопроводами из оксида цинка, которые соединяются с электродами тонким слоем золота, что одновременно придает им пьезоэлектрические и полупроводниковые свойства.

В течение почти трех лет исследовательская группа химически растила сотни массивов с размерами 92×92 транзистора, которые расположены вертикально, чтобы сформировать таксели, которые производят отдельные электронные сигналы при прикосновении. Таксели зажаты между слоями оксида индия, олова и золота, которые соединены вместе и покрыты полимером, который блокирует их от проникновения влаги и коррозии. Полученные массивы имеют плотность 234 пикселя на дюйм и могут регистрировать давление начиная с 10 кПа (1,5 бар). По словам разработчиков, это делает материал таким же чувствительным, как кончики пальцев рук человека.

Эти массивы прозрачные, гибкие и достаточно прочные. Они сохраняют свои способности даже после погружения в солевой раствор и дистиллированную воду на протяжении 24 часов, что открывает их для широкого спектра применений, в частности для сенсорных экранов и искусственной кожи.

Научно-исследовательская группа предусматривает материал для использования в продвинутых сенсорных экранах, которые могут считывать отпечатки пальцев или даже регистрировать точечное давление, используемое в различных точках подписи для повышения безопасности. Передовые тактильные датчики также помогут в создании протезов кожи со способностью к осязанию, а также для роботов и иных протезов.