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人造電子皮膚能知冷熱分輕重 可助開發有“觸覺”的假肢和可穿戴設備

發表時間:2015-11-23 16:13

文章出處:科技日報 │ 網站編輯: │ 發表時間:2015-11-23 16:13:35

  來自美國和韓國的兩個研究小組日前各自獨立開發出一種人造電子皮膚。該材料不但能感受到冷熱變化,還能檢測出極其細微的壓力,未來有望借此開發出有“觸覺”的可穿戴設備和假肢。

  假肢的發展已經走過了漫長的道路。如今,最新的假肢裝置已能與神經系統相連,甚至能通過大腦信號直接對其進行控制,大幅度提升殘疾人的生活質量,幫助他們獲得一定的自主生活能力。不過,科學家們并不愿止步于此,他們希望開發出像皮膚一樣的材料,幫助肢體殘疾人士重新獲得觸覺。

  美國斯坦福大學化學工程師鮑哲南花了近10年的時間來研究電子皮膚,希望能讓其具備人體皮膚的特性。日前,她和她的研究小組用一種有機電子材料打造出一種人工機械感受器系統。這種被稱為數字觸覺的系統由兩層薄塑料片材料組成。頂層含有碳納米管傳感器,下層具有柔性電路。碳納米管傳感器在感受到壓力后,柔性電路可發射出脈沖信號將信息發送給神經細胞。

  韓國蔚山國家科學技術研究所開發出一種皮狀物質,能檢測出微弱的壓力和熱量,主要由塑料和石墨烯聚合物制成,在原理和結構上和美國的大體類似。研究人員稱,他們開發出的電子皮膚具有極高的靈敏度,能檢測出水滴產生的壓力和頭發瞬間掠過的情形。

  除假肢外,這些材料在可穿戴式醫療診斷領域也有著廣泛的應用,鮑哲南團隊將數字觸覺系統集成到一副手套當中,使其能精確反應出手在抓握時壓力的大??;韓國的團隊則用他們開發出的電子皮膚制作了一種能夠監測血壓的腕帶。

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