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电子皮肤:赋予机器人触感

2015-11-06 09:55
九一隐士
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  近日,美国华人学者鲍哲南带领的团队开发出一种基于塑料的“电子皮肤”,不仅可以区分握手的轻与重,而且还能把这种感觉传递给大脑。如果可以大范围应用,那么很多依靠假肢生活的人或许有一天可以通过它获得真实的触感。

  这项研究发表在10月15日的《科学》上。文章解释说,这种新研发的电子皮肤像“一页纸那么薄”,可以分为两层,外层是可以感知压力的传感器,由塑料材料加上碳纳米管制成;内层是由喷墨打印机印刷出的柔性电子电路,可以把压力信号改变成电信号并传递给大脑。

  电子皮肤原理似乎并不复杂,但是实现起来却并不容易。早在2010年,这项研究就曾经在专业期刊发表过,也是鲍哲南团队所做。

  神奇的电子皮肤

  看似薄薄的一片,实际上电子皮肤上密布着电子线路。2010年,鲍哲南发明的电子皮肤就具备了极高的灵敏度,它能够感受类似小飞虫的压力。当时,鲍哲南表示,如果把这种材料运用到机器人身上,轻轻拿起一只鸡蛋不捏碎就成为可能。如果运用到医学上,可以制成检测器,为癌症病人准确区分硬的癌细胞和软的健康细胞,从而保障切除癌细胞手术的快速准确。如果用在汽车方向盘上,当驾驶人因困乏或走神,手握方向盘松动时,感应器就会及时提醒。

  如今,鲍哲南团队借助了一种名为光遗传学的技术,研究人员改造了实验鼠的大脑神经细胞,使得人造皮肤能够向这种改造后的细胞传递电信号,而当电子皮肤受到的压力越大,其电极的接触范围越大,从而导电性能越好,感知压力的变化。下一步,研究人员将研制可以感知温度、痛觉等感觉的电子皮肤。

  虽说名叫“皮肤”,但是它的应用范围不仅仅在人体或假肢,机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车安全和医学上都可以见到电子皮肤的身影。因为这种电子皮肤具备良好的自愈能力,当其受到损伤后,几秒内其强度和导电性就恢复到原来的75%。30分钟过后,它几乎恢复如初。如果应用到手机屏幕上,或许人们就会拥有一个屏幕摔碎也能神奇恢复的手机。

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