طراحی سامانه های میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای پایش هم زمان فشار و سیگنال های عصبی در اندام های مصنوعی

در این پژوهش، طراحی و توسعه ی سامانه های میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای پایش هم زمان فشار و سیگنال های عصبی در اندام های مصنوعی مورد بررسی قرار می گیرد. هدف، ایجاد یک پلتفرم یکپارچه و کم مصرف است که بتواند با دقت بالا اطلاعات مکانیکی (فشار تماس، توزیع بار) و اطلاعات الکتروفیزیولوژیک (سیگنال های اعصاب محیطی) را به صورت هم زمان جمع آوری، پردازش و به سامانه کنترل بازگرداند. ساختار پیشنهادی شامل حسگرهای فشار میکرومکانیکی حساس و الکترودهای نانوساختاری برای ثبت سیگنال عصبی، مدارهای پیش پردازش آنالوگ و دیجیتال کم نویز، و ماژول های مخابره ی بی سیم با پروتکل های انرژی-کارآمد است. در طراحی به پارامترهای کلیدی از جمله حساسیت و رزولوشن حسگرها، جداسازی سیگنال عصبی از نویز مکانیکی، سازگاری زیستی، و مدیریت انرژی توجه شده است. روش شناسی شامل شبیه سازی های چندفیزیکی، ساخت نمونه های میکروفابریکیشده، و آزمون های آزمایشگاهی روی مدل های کالبدی و بافتی است. نتایج مورد انتظار نشان می دهد که یک سامانه MEMS یکپارچه قادر است کیفیت بازخورد حس لمسی و اطلاعات عصبی را در اندام های مصنوعی به طور چشمگیری بهبود دهد، و امکان پیاده سازی کنترل حلقه بسته ی دقیق تر، پاسخ دهی طبیعی تر و افزایش پذیرش گسترده تر پروتزها را فراهم آورد. این پژوهش می تواند زمینه ساز نسل جدیدی از اندام های مصنوعی هوشمند و سازگار با زیست بوم انسانی شود.

کلیدواژه ها:

سامانه های میکروالکترومکانیکی ، MEMS ، اندام مصنوعی ، پایش فشار ، سیگنال عصبی ، بازخورد لمسی ، کنترل حلقه بسته ، سازگاری زیستی ، الکترود نانوساختاری ، مدیریت انرژی