Човешките пръсти са доста чувствителни по отношение на възможността ни да усещаме обети и при допир на повърхности. Сега обаче екип от китайски учени е успял да пресъздаде основният сензорен механизъм в бионичен пръст с вградена тактилна система за обратна връзка. Реалното приложение е за създаване на карти на обекти под повърхностния слой.

Вдъхновението е именно от функционирането на човешките пръсти, които при натиск върху кожата например могат да усетят и костите под нея. Тази тактилна технология разкрива неоптичен и неинвазивен начин за тестване на човешкото тяло, но и гъвкави електронни компоненти.

Авторите на научния труд имат предходна разработка за изкуствени тактилни сензори, които разпознават различни външни форми, текстури на повърхности и твърдост. Те обаче не могат да „усетят“ какво има под повърхността и материята там. За това обикновено са нужни оптични технологии, като скенери и ултразвукова томография. Те обаче имат и недостатъците си.

Когато докоснем нещо с пръстите си, кожата усеща механични деформации, като свивания или разтегляния, което кара рецепторите да изпращат електрически импулси. Тези импулси преминават през централната нервна система до соматосензорната кора на мозъка. Там те биват интегрирани и използвани за разпознаване на чертите на обекта, който докосваме. Тактилната обратна връзка ни дава възможност за разпознаване на форма, текстура и твърдост.

Бионичният пръст пресъздава тази система за обратна връзка, като метален цилиндър е монтиран на върха и служи за контактна повърхност. Връзки от въглеродни нишки са използвани за рецепторите. Те са свързани към модул със сигнален процесор. Така пръстът може да сканира повърхността, като периодично прилага натиск. Така се свиват влакната, а в зависимост от това се извлича информация за относителната мекота/твърдост.

Цялата информация, включително с това къде точно на повърхността е отчетена, се предава към компютър, който преобразува данните в триизмерна карта. Учените са изпробвали решението си за тестове на различни сложни обекти. Това включва възможността за засичане и създаване на карта на буквата А, която е поставена под мек силиконов слой, както и на други абстрактни форми. Пръстите могат дори да различат твърди и меки обекти, както и силиконовата повърхност.

Създаден е и 3D принтиран физически модел на човешка тъкан, от три слоя твърд полимер и мек силиконов външен слой. Чрез цялата система е постигнато сканиране и възпроизвеждане на 3D профил на структурата от тъкани на модела, включително местоположението на кръвоносен съд под мускулния слой. Учените са тествали бионичния пръст на дефектно електронно устройство, като успешно са създали карта на вътрешните компоненти. Пръстът може да показва къде има прекъснати връзки и да открие дупка, която не е на мястото си, без да нарушава външната повърхност. Следващата стъпка е разработката на капацитет за засичане на различни посоки и с различни повърхностни материали.