Cutting-Edge Biosensors to Transform Brain‑Controlled Robotics
Dikembangkan oleh Profesor Francesca Iacopi dan timnya di Fakultas Teknik dan IT UTS, biosensor ini menempel pada kulit wajah dan kepala untuk mendeteksi sinyal listrik yang dikirim oleh otak. Sinyal-sinyal ini kemudian dapat diterjemahkan menjadi perintah untuk mengontrol sistem robot otonom.
Studi biosensor ini diterbitkan di Journal of Neural Engineering.
Sensor terbuat dari grafen epitaksial — esensialnya beberapa lapisan karbon yang sangat tipis dan sangat kuat — yang tumbuh langsung pada substrat silicon-carbide-on-silicon. Hasilnya adalah teknologi sensori baru yang sangat scalable yang mengatasi tiga tantangan besar dalam biosensing berbasis grafen: korosi, daya tahan, dan resistensi kontak kulit.
“Kami telah mampu menggabungkan yang terbaik dari grafen, yang sangat kompatibel biologis dan sangat konduktif, dengan yang terbaik dari teknologi silikon, yang membuat biosensor kami sangat tahan lama dan kuat untuk digunakan,” kata Profesor Iacopi.
Grafen adalah nanomaterial yang sering digunakan dalam pengembangan biosensor. Namun, sampai sekarang, banyak produk ini telah dikembangkan sebagai aplikasi satu kali pakai dan rentan terhadap delaminasi sebagai akibat kontak dengan keringat dan bentuk kelembaban lainnya pada kulit.
Di sisi lain, biosensor UTS dapat digunakan untuk jangka waktu yang panjang dan digunakan kembali beberapa kali, bahkan dalam lingkungan yang sangat berasin — hasil yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Selanjutnya, sensor telah terbukti secara dramatis mengurangi apa yang dikenal sebagai resistensi kontak kulit, di mana kontak yang tidak optimal antara sensor dan kulit menghambat deteksi sinyal listrik dari otak.
“Dengan sensor kami, resistensi kontak membaik ketika sensor menempel pada kulit,” kata Profesor Iacopi. “Selama waktu, kami mampu mencapai penurunan lebih dari 75 persen dari resistensi kontak awal.”
“Ini berarti sinyal listrik yang dikirim oleh otak dapat dikumpulkan secara andal dan kemudian diperkuat secara signifikan, dan sensor juga dapat digunakan secara andal dalam kondisi keras, sehingga meningkatkan potensi penggunaan dalam antarmuka otak-mesin.”
Penelitian ini merupakan bagian dari kolaborasi yang lebih besar untuk menyelidiki bagaimana gelombang otak dapat digunakan untuk memerintah dan mengontrol kendaraan otonom. Pekerjaan ini adalah kemitraan antara Profesor Iacopi, yang diakui internasional untuk karyanya dalam nanoteknologi dan bahan elektronik, dan Profesor Terkemuka UTS Chin-Teng Lin, peneliti terkemuka dalam antarmuka otak-komputer. Didanai oleh $1,2 juta dari Defence Innovation Hub.
