ISSN Print 2713-2757
ISSN Online 2713-2765
SCIENTIFIC AND PRACTICAL REVIEWED JOURNAL OF FMBA OF RUSSIA
Люди распознают положение окружающих объектов в пространстве, используя свои зрительные, тактильные и слуховые сенсорные способности. Но именно зрение неоспоримо играет главенствующую роль в пространственном восприятии. И именно этой ключевой способности ориентации в пространстве лишены слепые и слабовидящие люди. Пластиножаберные рыбы, такие как акулы и скаты, не полагаются в своем выживании на зрение и легко могут обходиться без него. Они используют сеть электрорецепторов, распределенных на их коже, для ориентации в пространстве и определения местонахождения добычи. Эти уникальные рецепторы могут обнаруживать электрическое поле, создаваемое биомеханической активностью жертвы. Сравнивая интенсивность электрических полей, воспринимаемых каждым рецептором в отдельности, эти удивительные существа могут определять положение добычи в пространстве, не прикасаясь к ней.
Ученые их Сеульского университета (Южная Корея), вдохновленные способностью речных скатов локализовать добычу, разработали мягкий и полностью прозрачный искусственный электрорецептор из гидрогеля (SAER), надевающийся на руку. Изобретение способно бесконтактно определять относительное положение близлежащих объектов, детектируя электрические поля, исходящие от объектов. Если человек наденет на руку этот искусственный электрорецептор, он сможет получать пространственную информацию о ближайшем объекте посредством слуховых сигналов, причем определенная их частота соответствует положению объекта: справа, слева, сзади или спереди. Каждый электрорецептор в коже ската может плавно деформироваться вместе с кожей при движении животного. Он состоит из ион-проводящего гидрогеля, действующего как детектор электрического поля, который инкапсулирован в эпителиальные клетки, обеспечивающие электросенсорам ската гибкость. При создании
SAER изобретатели во всем старались подражать природе: погруженный в мягкий полимер гидрогель повторяет изгибы руки при ее движении. Электрорецептор SAER обнаруживает мягкое электрическое поле, возникающее из-за статического заряда объекта. Сравнивая напряженность детектируемых электрических полей, SAER оценивает относительное положение ближайших объектов и подает звуковой сигнал при их приближении. Кожа человека и одежда заряжаются при контакте друг с другом, что приводит к генерации электрических полей, поэтому прибор может обнаруживать не только неподвижные объекты, но и дать представление о движении окружающих людей в
реальном времени.
Человек, надевший этот любопытный прибор на руку, в своей способности ориентироваться в пространстве становится подобен скату – с той лишь разницей, что человеку на положение объекта указывает звук, издаваемый прибором. Слепой или слабовидящий человек, носящий на руке SAER, может
распознавать относительное положение окружающих объектов без какого-либо физического контакта с ними.
Первоисточник:
Song W.J., Lee Y., Jung Y. et al., Soft artificial electroreceptors for noncontact spatial perception, Science Advances, № Vol.7, №48/DOI: 10.1126/sciadv.abg9203