העור האלקטרוני החכם

מערכת חישה גמישה שפותחה תסייע בהאצת שיקום מוטורי, בזיהוי מחלות בשלב מוקדם ובשיפור ביצועי רובוטים

פרופ' חוסאם חאיק

מערכת חישה גמישה, קטנה וזולה שפותחה בטכניון מוצגת לראשונה בכתב העת Advanced Materials, שבחר להציג אותה גם על שער הגיליון. המערכת עשויה לסייע באבחון מוקדם של מחלות ובהאצת שיקום של פגיעות מוטוריות.

המערכת היא יריעה של עור מלאכותי (E-Skin) המתפקדת כחיישן תנועה לביש המזהה בדיוק רב (חצי מעלה) תנועות של כיפוף ופיתול. זוהי יריעה נושמת עמידה וקלה – תכונות המקלות את לבישתה לאורך זמן. היא פותחה בהובלת פרופ' חוסאם חאיק, ראש המעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון וחבר במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה.

פרופ' חאיק חוקר ומפתח כבר שנים רבות התקנים לבישים המכילים מערכות חישה חכמות. כיום אומנם קיימים חיישנים לבישים המזהים תנועת כיפוף, אבל לא פיתול; אלה המזהים פיתול בלבד הם גדולים ומסורבלים. "לחיישן החדש יש הרבה יישומים פוטנציאליים," מסביר פרופ' חאיק. "אפשר להשתמש בו לזיהוי מוקדם של מחלות, למשל זיהוי שינויי נשימה והפרעות מוטוריות האופייניים למחלת פרקינסון. אפשר להשתמש בו כדי להאיץ את השיקום של נפגעי תאונות ולשלבו בגפיים תותבות (פרוטזות) כרקמת שריר או עור. ברובוטיקה הוא יכול לתת משוב מדויק על התנועה, ובתעשיות שונות הוא יסייע בניטור מערכות ובשיפור תפקודן."

ד"ר יהוא דוד חורב

ד"ר ארנב מייטי

ההישג של חוקרי הטכניון מבוסס על עבודתם של ד"ר יהוא דוד חורב, שיצר את החומרים המיוחדים ומערכת החישה, והפוסט-דוקטורנט ד"ר ארנב מייטי, שפתר את המתמטיקה של ניתוח האות המתקבל ויצר אלגוריתם הממפה תנועות של כיפוף ופיתול לרבות זווית התנועה, מהירותה וצורתה. לדברי ד״ר חורב, "פולימרים מוליכים המשמשים לייצור חיישנים הם בדרך כלל שבירים ולכן אינם מתאימים לניטור לביש. כדי לפתור בעיה זאת יצרנו חומר מרוכב הדומה ליריעת בד, העומד בעומסים רציניים ובמתיחות משמעותיות בלי להיקרע. מעבר לכך, הצלחנו לייצר את הבד כהתקן אלקטרוני שמספק מידע, ותכונותיו האלקטרוניות אינן נפגעות בעת מתיחה."

פרופ' חאיק מוסיף כי החומרים שפיתחו החוקרים זולים מאוד, ופירוש הדבר הוא שגם החיישן כולו אינו יקר. "המחיר הוא פקטור חשוב מאוד אם אנחנו רוצים להועיל למיליוני אנשים ברחבי העולם בלי קשר למצבם הכלכלי, בין אם הם חיים בעולם המפותח ובין אם בעולם המתפתח."

במחקר תמכו משרד המדע והטכנולוגיה וקרן אילן רמון במתן מלגת דוקטורט לד״ר חורב. לצד פרופ' חאיק, ד"ר חורב וד"ר ארנב מייטי השתתפו במחקר יובין דז'נג, יאנה מיליוטין, ד"ר מוחמד ח'טיב וד"ר נינג טאנג, כולם מהטכניון, וכן מיאומיאו יואן מבית החולים השמיני המסופח לאונבירסיטת סון יאט-סן בסין, ד"ר רן סוצקוורין מהמחלקה להנדסת מים במכללה האקדמית כנרת ופרופ' ווייוי וו מאוניברסיטת שידיאן, סין.

למאמר בכתב העת Advanced Materials לחצו כאן

הדגמה של ההתקן שפותח בטכניון