日本科學(xué)家創(chuàng)造了一種用于真實(shí)人類手指的電子皮膚

當(dāng)一部分研究致力于實(shí)現(xiàn)能夠應(yīng)用于人工智能或假肢的壓力敏感 “皮膚”時(shí)，另一部分的研究也在致力于讓電子皮膚難以察覺(jué)，來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的研究和目的。

近日，日本科學(xué)家就創(chuàng)造了一種用于真實(shí)人類手指的“皮膚”。這種超薄而又堅(jiān)韌的“納米網(wǎng)狀物傳感器”可以直接連接到皮膚上，測(cè)量手指與物體的交互作用，為醫(yī)學(xué)和技術(shù)應(yīng)用提供有用的數(shù)據(jù)。

手是人們直接與材料和周?chē)h(huán)境進(jìn)行交互和操縱的主要工具。事實(shí)上，手指尖非常敏感，一張厚度只有百萬(wàn)分之幾米的超薄塑料箔足以影響人的感覺(jué)。通過(guò)記錄手執(zhí)行各種任務(wù)的方式，它可以幫助體育、醫(yī)學(xué)、神經(jīng)工程等領(lǐng)域的研究人員。但是捕獲這些數(shù)據(jù)并不容易。

因此，捕捉這些數(shù)據(jù)的可穿戴的手指?jìng)鞲衅鞅仨毞浅１?。但這顯然使其非常脆弱，容易受到摩擦或反復(fù)的物理作用的損害。為了克服這個(gè)問(wèn)題，研究人員發(fā)明了一種特殊的功能材料，正是納米網(wǎng)傳感器。

它由四層組成，其中一層是絕緣的聚氨酯網(wǎng)，另一層由導(dǎo)電的金線網(wǎng)絡(luò)組成——這些金線作為壓力感應(yīng)電極。

在18名測(cè)試對(duì)象的幫助下，研究人員對(duì)傳感器進(jìn)行了一系列嚴(yán)格的測(cè)試。并證實(shí)，這些傳感器是可以不被察覺(jué)的，與沒(méi)有傳感器的情況下執(zhí)行同樣的任務(wù)相比，既不會(huì)影響通過(guò)摩擦抓握物體的能力，也不會(huì)影響感知到的靈敏度。

這正是研究人員所期待的結(jié)果。這也是世界上第一次成功地展示了一種不影響皮膚敏感度的指尖式傳感器。而且，即使在以100千帕（約相當(dāng)于大氣壓力）的力與表面摩擦300次后，傳感器仍能保持壓力傳感器的性能。

研究小組希望看到的一個(gè)新穎的應(yīng)用是工匠們甚至是技術(shù)高超的外科醫(yī)生們的精細(xì)工藝的數(shù)字化存檔。如果這些過(guò)程可以被記錄下來(lái)，就可以訓(xùn)練機(jī)器如何以比以前更高的逼真度執(zhí)行任務(wù)。

其研究結(jié)果已發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

責(zé)任編輯：xj