حسگرهای جدید گرافنی کیفیت رابط‌های مغز و ماشین را بهتر می‌کنند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، این توسعه پیامدهای مثبتی نه تنها برای ارتقای مراقبت‌های بهداشتی بلکه برای طیف وسیعی از صنایع دیگر هم دارد.

رابط‌های مغز و ماشین موسوم به بی ام آی، به افراد امکان می‌دهند تا با استفاده از امواج مغزی خود، دستگاهی را راه اندازی کنند. آنها به عنوان رابط‌های هندزفری و بدون صدا، پتانسیل بالایی برای استفاده در رباتیک، پروتزهای بیونیک و خودروهای خودران دارد.

BMI معمولاً از سه ماژول تشکیل شده است: یک محرک حسی خارجی، یک رابط حسی و واحدی که سیگنال‌های عصبی را پردازش می‌کند. از این سه، رابط حسی بسیار مهم است، زیرا فعالیت الکتریکی تولید شده توسط خارجی‌ترین لایه مغز، یعنی قشر مغز، که مسئول فرآیندهای سطح بالاتر، از جمله عملکرد حرکتی است، را شناسایی می‌کند.

قشر بینایی، بخشی از قشر مغز است که اطلاعات ارسال شده از چشم‌ها را دریافت و پردازش می‌کند و کلید BMI است که به محرک‌های بینایی متکی است. قشر بینایی در قسمت پشتی مغز، یعنی در لوب اکسیپیتال قرار دارد.

امواج مغزی از طریق حسگرهای قابل کاشت یا پوشیدنی، مانند الکترودهای الکتروانسفالوگرافی یا ای ای جی ثبت می‌شوند. مشکل استفاده از الکترودهای EEG و دیگر حسگرهای زیستی غیرتهاجمی در پشت سر افراد این است که این ناحیه معمولاً با مو پوشیده شده است.

حسگرهای مرطوب به استفاده از ژل رسانا روی پوست سر و مو متکی هستند، اما این امر می‌تواند باعث حرکت حسگرها در زمان استفاده فرد شود. حسگرهای خشک را می‌توان به عنوان جایگزین استفاده کرد، اما آنها نیز چالش‌هایی دارند. زیرا رسانایی کمتری نسبت به حسگرهای مرطوب دارند و با توجه به شکل گردی سر، ممکن است در حفظ تماس کافی با مشکل مواجه شوند.

محققان دانشگاه فناوری سیدنی با تولید یک حسگر زیستی خشک حاوی گرافن این مشکل را حل کرده‌اند. این حسگر دارای لایه‌ای به ضخامت یک اتم از اتم‌های کربن است که در یک شبکه شش ضلعی قرار گرفته‌اند. این شبکه ۱۰۰۰ برابر نازک‌تر از موی انسان و ۲۰۰ برابر قوی‌تر از آن است.

حسگرهای الگوی شش ضلعی روی پوست سر و در پشت سر قرار می‌گیرند تا امواج مغزی را در قشر بینایی تشخیص دهند و کاربر از یک لنز واقعیت افزوده هم استفاده می‌کند که امواج مغزی ایجاد می‌کند که توسط حسگر زیستی دریافت می‌شود. سپس یک رمزگشا آن سیگنال را به یک فرمان ترجمه می‌کند. دقت این فناوری ۹۴ درصد است و برای تجاری سازی آن در آینده نزدیک تلاش خواهد شد.