Elektronische Haut: Ersatz für verloren gegangenen Tastsinn

Druck, Temperatur und Bewegung: Unser Tastsinn umfasst eine Vielfalt an Empfindungen. Forscher der Universität Stanford haben eine bemerkenswerte Entwicklung erreicht, indem sie das komplexe System der menschlichen Haut – Reize und Reaktionen – elektronisch nachgebildet haben. Diese innovative sogenannte e-Skin hat das Potenzial, in Zukunft Menschen mit Hautschäden oder Amputationen ihren Tastsinn zurückzugeben. Das Ziel besteht darin, die elektronische Haut nahtlos in den Ablauf von Reiz und Reaktion des menschlichen Nervensystems zu integrieren.

Noch weiter geht jetzt die von Forschern der Dalian University of Technology entwickelte elektronische Haut, die robuste Polymere und eine neuartige “Risslokalisierungstechnik” nutzt, um hochempfindliche Sensoren zu schaffen, die selbst extremen Bedingungen standhalten können. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in Small (“Bioinspired Environment-Adaptable and Ultrasensitive Multifunctional Electronic Skin for Human Healthcare and Robotic Sensations”). Die menschliche Haut enthält verschiedene Rezeptoren, mit denen sie Druck, Temperatur und andere Reize wahrnehmen kann. In den letzten Jahren haben Forscher an der Entwicklung elektronischer Häute (E-Skins) mit ähnlichen Fähigkeiten gearbeitet, die in der Robotik, Prothetik und Gesundheitsüberwachung eingesetzt werden könnten. Die meisten aktuellen E-Skins sind jedoch für enge Temperaturbereiche ausgelegt und werden in rauen Umgebungen beschädigt. Dies schränkt ihre Verwendung für Anwendungen wie Industrieroboter ein, die in einem breiten Temperaturbereich und unter unterschiedlichen Bedingungen arbeiten.

e-Skin erfasst dabei zuerst externe Reize mittels elektronischer Sensoren. Diese reagieren auf Druck und Vibrationen durch winzige pyramidenförmige Erhebungen und sind darüber hinaus mit einem Temperatursensor ausgestattet. Die registrierten Signale werden dann über einen Schaltkreis so an das Nervensystem weitergeleitet, dass diese wie natürliche Reize empfangen werden. Schließlich verarbeitet das Nervensystem die Informationen wie bei der natürlichen Reaktion auf Reize der menschlichen Haut.

Die e-Skin-Technologie befindet sich jedoch noch größtenteils in der Entwicklungs- und Forschungsphase. Obwohl es Fortschritte in Bezug auf den praktischen Einsatz der e-Skin gibt, wird sie bislang noch nicht in großem Umfang oder auf breiter Basis kommerziell eingesetzt. Vor einer eventuellen Marktreife bedarf es noch weiterer Forschung, Entwicklung und möglicherweise auch regulatorischer Anpassungen.