據國外媒體報道,目前,科學(xué)家最新研制一種“電子皮膚”,能夠以一種獨特的方式同時(shí)感知熱量和壓力。
在測試中電子皮膚的凹槽能夠感知到流經(jīng)的水滴,并且能夠探測到頭發(fā)放在其表面的壓力。這項創(chuàng )新技術(shù)可用于制造更加逼真的假體,或者提高可穿戴傳感器的精確度和醫學(xué)診斷設備。
這種最新電子皮膚是由韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所研究員JonghwaPark教授帶領(lǐng)同事研制的。人類(lèi)皮膚包含著(zhù)獨特表皮、真皮微觀(guān)結構以及傳感器受體。指尖上的微型脊狀突起旨在設計微調表面紋理知覺(jué),并傳遞傳感器信息至大腦。
現有電子皮膚技術(shù)使機器人和機械假肢能夠抓住和操作物體,識別表面紋理和硬度,感受物體的溫度狀況。然而在此之前電子皮膚可以同時(shí)非常靈敏地探測熱量和不同類(lèi)型的壓力是很難實(shí)現的。
目前,JonghwaPark教授和同事模擬手指指紋凹槽結構設計了鐵電薄膜,顯微放大人體指尖皮膚的“山脈脊狀”結構。通過(guò)添加一種聚合物制成的復合材料和減少氧化石墨烯,該薄膜能夠使用傳感電子電荷探測到觸覺(jué)和溫度變化。
研究人員通過(guò)水滴測試了電子皮膚對感覺(jué)變化的響應,并且發(fā)現電子皮膚能夠在不同壓力和溫度下探測到水滴落下。同時(shí),他們發(fā)現人造指尖皮膚可以探測到人類(lèi)頭發(fā)產(chǎn)生的微小壓力。
當電子皮膚附著(zhù)在人體手腕上,JonghwaPark教授和同事表示,當手腕血管膨脹和收縮時(shí),電子皮膚通過(guò)探測皮膚溫度的變化,可用于監控脈沖壓力。今年9月份,來(lái)自美國斯坦福大學(xué)的研究人員研制一種敏感觸覺(jué)人造皮膚,不僅能夠探測到壓力,還能傳輸信號至神經(jīng)細胞。
他們希望這項概念驗證實(shí)驗能夠對人造假肢帶來(lái)革命性變化,允許穿戴者感知到不同的表面紋理,區分冷熱溫度變化。這種兩層“電子皮膚”頂層具有彈力,能夠感應壓力,底層皮膚能夠產(chǎn)生生物化學(xué)信號適合于傳送至神經(jīng)細胞。目前,這項最新研究發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》雜志上。