文/陈根
当一部分研究致力于实现能够应用于人工智能或假肢的压力敏感 “皮肤”时,另一部分的研究也在致力于让电子皮肤难以察觉,来实现特殊的研究和目的。
近日,日本科学家就创造了一种用于真实人类手指的“皮肤”。这种超薄而又坚韧的“纳米网状物传感器”可以直接连接到皮肤上,测量手指与物体的交互作用,为医学和技术应用提供有用的数据。
手是人们直接与材料和周围环境进行交互和操纵的主要工具。事实上,手指尖非常敏感,一张厚度只有百万分之几米的超薄塑料箔足以影响人的感觉。通过记录手执行各种任务的方式,它可以帮助体育、医学、神经工程等领域的研究人员。但是捕获这些数据并不容易。
因此,捕捉这些数据的可穿戴的手指传感器必须非常薄。但这显然使其非常脆弱,容易受到摩擦或反复的物理作用的损害。为了克服这个问题,研究人员发明了一种特殊的功能材料,正是纳米网传感器。
它由四层组成,其中一层是绝缘的聚氨酯网,另一层由导电的金线网络组成——这些金线作为压力感应电极。
在18名测试对象的帮助下,研究人员对传感器进行了一系列严格的测试。并证实,这些传感器是可以不被察觉的,与没有传感器的情况下执行同样的任务相比,既不会影响通过摩擦抓握物体的能力,也不会影响感知到的灵敏度。
这正是研究人员所期待的结果。这也是世界上第一次成功地展示了一种不影响皮肤敏感度的指尖式传感器。而且,即使在以100千帕(约相当于大气压力)的力与表面摩擦300次后,传感器仍能保持压力传感器的性能。
研究小组希望看到的一个新颖的应用是工匠们甚至是技术高超的外科医生们的精细工艺的数字化存档。如果这些过程可以被记录下来,就可以训练机器如何以比以前更高的逼真度执行任务。
其研究结果已发表在《科学》杂志上。
