美国加州大学伯克利分校研究团队设计出的电子皮肤,可辨别更细微的压强,这种由聚合树脂和敏感橡胶覆盖锗硅混合纳米线制成的皮肤,可感知50克以下的细微压力。
随着尖端材料科学研究的深入,石墨烯、碳纳米等特殊材料因超轻薄、韧性强、电阻率小等优良特性,被科学家认为是电子皮肤的优良“基底”。例如,由中国研究人员使用碳纳米管传感器制成的高灵敏度皮肤,甚至可感知到20毫克蚂蚁的重量。
英国剑桥大学的研究人员,也正在尝试将随意拉伸和变形的电路移植到透明的弹性硅胶上,力图赋予电子皮肤更多近似人体皮肤的物理特性。按照设计,这种电子皮肤可包裹四肢与手臂,有望应用于皮肤移植。
然而,电子皮肤真正移植于机体前,还要考虑皮肤内部的生理功能与结构问题。电子皮肤如何才能与周围正常皮肤的神经、肌肉、淋巴及腺体等和谐共生?如何将感知的触觉反馈给神经细胞,并接受神经精确无误的指令传输?这都是科学家们下一步努力的方向。
皮肤搭起“桥梁”
电子皮肤的应用绝不局限在医学领域,同3D打印、大数据等创新科技成果一样,电子皮肤将为某些领域带来质的改变。
目前,即便世界上最逼真、最仿生的义肢,也难以实现触觉的突破。具有触感能力的电子皮肤,却完全能使假肢理解触摸、弯曲或按压等动作,帮助配有假肢的人恢复感觉。
跳出医学领域,电子皮肤无疑将是研发智能机器人领域的革命。机器人设计虽早已实现视觉和听觉等功能,并能进行一些复杂的技术操作,但由于皮肤恰恰是机器人技术研发中容易被忽视的部分,直接导致笨重的“盔甲”往往难以检测多方向的触觉三维力,难以体会拿起一个苹果或一个杯子所需力量的差异。
具备良好压敏特性和柔韧性的电子皮肤可解决机器人设计的难题,它既能帮助机器人敏感获知环境信息,又赋予了其机械灵活性。
对引导未来IT潮流的可穿戴设备,电子皮肤也大有可为。作为一种可嵌入或覆盖人体的高精尖设备,未来不需要给慢性病患佩戴电子监视设备来跟踪心率、血压、血糖等指标,电子皮肤就是人体健康最好的指示标。
例如电子皮肤与智能手表和腕带等结合,只需要把电子皮肤输出的电学图形信号加以比对分析,就可实现“智能把脉”。科学家还设想,利用装有电子皮肤的设备监测咽喉部肌肉运动产生的微弱压力变化,完全可将压力变化信号转化为语音,为聋哑人群充当“传声筒”。
电子皮肤正在超越皮肤本身的属性。从技术趋势来看,电子皮肤为假肢制造、机器人设计、可穿戴设备等领域搭起了桥梁。

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