Nowatorskie czujniki inspirowane naturą

Nowatorskie czujniki inspirowane naturą

Chang Liu z Northwestern University McCormick School of Engineering and Applied Science skonstruował inspirowane naturą czujniki dotyku oraz przepływu.

Przez ostatnie 10 lat Liu przewodził grupie naukowców, którzy pracowali nad czujnikami ze sztucznych komórek włoskowatych. Komórki takie mają szerokie zastosowanie w sensoryce w naturze; pomagają ludziom słyszeć, insektom wykrywać wibracje, a rybom odczuwać przepływ wody wokół nich.

„Komórka włoskowata jest interesująca, gdyż natura wykorzystuje tę samą strukturę do różnych celów.” – stwierdził Liu. „To odróżnia je od czujników konstruowanych przez inżynierów, które zwykle służą ściśle określonym celom.” – dodał.

Tworząc sztuczne komórki włosowate z wykorzystaniem technologii mikro i nanoprodukcji, grupa Liu zwiększa wydajność czujnika pogłębiając równocześnie zrozumienie wykorzystania tych czujników przez różne stworzenia. Na przykład, każda ryba na świecie wykorzystuje komórki włoskowate w linii ocznej jako czujniki, jednakże jak dotąd, nie udało się to w żadnym zbudowanym przez człowieka pojeździe. Gdyby łódź podwodna dysponowała czujnikami podobnymi jak ryba, mógłby rejestrować znacznie więcej informacji dotyczących ruchu wody.

Liu obecnie koncentruje się na medycznych zastosowaniach tych inspirowanych naturą czujników. Ma on nadzieję, że sztuczne komórki włoskowate mogłyby zostać wykorzystane do pomiarów akustycznych sztucznego ślimaka, albo posłużyć jako czujniki przepływu w całej gamie urządzeń medycznych.

Liu pracuje również nad nowymi czujnikami dotyku, by udoskonalić małoinwazyjne techniki chirurgiczne. Obecnie zabiegi takie realizowane są przez umieszczony w ciele cewnik kontrolowany z zewnątrz przez lekarza.

„Podczas zabiegu na sercu, lekarz kontrolujący cewnik nie dysponuje zmysłem dotyku i nie jest w stanie czy cewnik dotknął ściany serca i czy zabieg się udał.” – stwierdził Liu. „Chcemy wykorzystać technologię mikroprodukcji do umieszczenia czujników na końcu cewnika.” – dodał.

Aby osiągnąć cel, Liu skompletował interdyscyplinarny zespół składający się z biologów, inżynierów, materiałoznawców oraz lekarzy.

„Wykorzystanie podejścia inspirowanego naturą jest bardzo ważne.” – stwierdził Liu. „Natura dysponuje ogromem wspaniałych przykładów, które mogą nas zadziwić. Nie ważne jak dobre niektóre nasze technologie są, wciąż nie jesteśmy osiągnąć pewnych podstawowych rzeczy, które potrafi natura.” – dodał.

(lk)