როგორ გრძნობს ადამიანის თითები მოლეკულებს

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

ოდესმე გიფიქრიათ, რამდენად მწვავეა ადამიანის შეხების გრძნობა? წინა სამუშაოებმა აჩვენა, რომ ჩვენს თითებს შეუძლიათ ამოიცნონ 13 ნანომეტრი სიმაღლის მუწუკები. და თითოეული ჩვენგანი დახუჭული თვალებით განასხვავებს ხეს ლითონისა და პლასტმასისგან, რადგან ამ მასალებს განსხვავებული ტექსტურა აქვთ და სხვადასხვანაირად შთანთქავენ თითების სითბოს. მაგრამ კალიფორნიის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა, სან დიეგოში, დაადგინეს, რომ შეხების საშუალებით ადამიანებს შეუძლიათ იგრძნონ განსხვავება ორ ზედაპირს შორის, რომლებიც განსხვავდებიან მხოლოდ მოლეკულების ზედა ფენაში.

ჯგუფმა, პროფესორ დარენ ლიპომის ხელმძღვანელობით, გამოიყენა ორი სილიკონის ვაფლი, ერთი დაფარული ჟანგბადის ატომებით, ხოლო მეორე დაფარული ნახშირბადის ფტორზე დაფუძნებული ტეფლონის მასალით. ორივე ფირფიტა გლუვი იყო და თითქმის ერთნაირად გამოიყურებოდა.

პირველ ექსპერიმენტში, 15 მოხალისეთა ჯგუფს სთხოვეს, თითი სამ თეფშზე გადაეტანა და გამოეცნო რომელი განსხვავდება დანარჩენი ორისგან. მონაწილეებმა ტესტირება ჩააბარეს 71%-ში.

მეორე ტესტი უფრო რთული აღმოჩნდა. მეცნიერებმა წაისვეს დაჟანგული და ტეფლონის ფენის რვა განივი ზოლი წაგრძელებულ სილიკონის ვაფლებზე. ამ ზოლებში სხვადასხვა მასალა ასრულებდა ბინარული კოდის "ერთების" და "ნულების" როლს და თითოეულ ფირფიტაზე რვა ბიტიანი ASCII ანბანის ასო იყო დაშიფრული.

ამჯერად, ექსპერიმენტის თერთმეტი მონაწილედან ათმა, როგორც ჩანს, პროგრამირებისგან არც თუ ისე შორს, შეძლეს სიტყვა Lab (ლაბორატორია) გაშიფრონ თითების ფირფიტების გასწვრივ. მათ საშუალოდ ხუთ წუთზე ნაკლები დასჭირდათ.

მკვლევარების აზრით, ადამიანებს შეუძლიათ იგრძნონ ეს განსხვავებები სხვადასხვა მოცურების ხახუნის ძალების გამო, რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც მოსვენებულ მდგომარეობაში მყოფი ორი ობიექტი იწყებს სრიალს ერთმანეთთან შედარებით. სწორედ ამ ფენომენის გამო წარმოიქმნება კარის საკინძების ხრაშუნა ან გაჩერებული მატარებლის ხმაური.

ტესტების დროს აღმოჩნდა, რომ სხვადასხვა ზედაპირის ამოცნობის ეფექტურობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად მოძრაობს თითი და რამდენად ძლიერად აჭერს თეფშს.

ლიპომიმ და მისმა კოლეგებმა შექმნეს "ხელოვნური თითი სენსორითა და წნევის გადამყვანით", რომელიც გადაისროლეს სხვადასხვა მასალებზე. მონაცემების კომპიუტერული მოდელით დამუშავების შემდეგ, მათ აღმოაჩინეს, რომ სიჩქარისა და წნევის ზოგიერთი კომბინაციით, ზედაპირებს შორის განსხვავებები სრულიად გაუგებარი გახდა.

„ჩვენი შედეგები აჩვენებს ადამიანის საოცარ უნარს, სწრაფად იპოვნოს ძალისა და სიჩქარის სწორი კომბინაცია ამ ზედაპირებს შორის სხვაობის აღქმისთვის“, - ამბობს ლიპომი პრესრელიზში. საინტერესოა, რომ „ხელოვნური თითი“მხოლოდ ერთი სენსორით ასევე შეუძლია ამ განსხვავებას იგრძნოს. არაფერია საერთო ჩვენს კანში არსებულ ასობით ნერვულ დაბოლოებასთან და რეცეპტორებთან ლიგატებში, სახსრებში, მაჯებში, იდაყვსა და მხარზე, რომლებიც საშუალებას აძლევს ადამიანებს იგრძნონ მცირე განსხვავებები შეხებისას.

კვლევის შედეგები, რომელიც გამოქვეყნდა Materials Horizons-ში, ფუნდამენტურია ისეთი ტექნოლოგიების განვითარებისთვის, როგორიცაა ელექტრონული კანი, ტაქტილური პროთეზები და ვირტუალური რეალობის ტაქტილური კონტროლი.