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电子皮肤比你想象中还要敏感,连胡茬子都能分辨
发布:haige__   时间:2015/11/19 21:20:41   阅读:1252 
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皮肤是你的大脑与整个世界联系的界面。好吧,刚刚这句话听起来像是材料科学家的开场白一样……不过说实在的,人类的皮肤的确非常神奇。它精巧灵敏,易于感知,并持续为你提供关于周围环境的有用信息。深层次来说,皮肤能够切身实际地触摸感受事物让我们更好地理解现实世界。
电子皮肤比你想象中还要敏感,连胡茬子都能分辨
但是电子器件却做不到这些……起码现在还不行。科学家们过去十年来一直在试着让科技产品拥有和人类一样的感受能力。最开始的试验中,它们一次只能感受一种东西,比如说温度啦,压力之类的。研究人员试着把不同的感受系统整合在一起,结果却不尽如人意。现在有一些韩国的研究人员开发了一种紧凑型电子皮肤,这种电子皮肤像人的皮肤一样是用“多任务处理器系统”的,可以同时感受压力、温度还有声音(说白了就是空气压力而已啦)。

在发表于《科学进步》杂志上的一项研究中,科学家们从指纹中找到了设计灵感。指纹处的皮肤可以说是身体上最敏感的了,它上面的脊能够放大震动,把触感放大得极度细致。这样,你就能分辨什么是皱巴巴的,什么是有颗粒感的,什么又是像天鹅绒一样细腻的。另外,真皮层和表皮层喜结连理,产生了更多的接触点。 韩国研究的这种人造皮肤同样也有隆起的线条,并且夹着两层崎岖不平的薄膜(就像真皮层和表皮层)。所以呢,它足够灵敏,可以探测到一缕头发的存在,还能辨别出扎扎的胡子和轻微的胡茬的区别。(没错,他们连这也试了…)
电子皮肤比你想象中还要敏感,连胡茬子都能分辨
原理并不相同

让电子皮肤能处理多任务的关键,是一种由高聚物与氧化石墨烯相结合的材料。当温度发生变化时,这种材料就会生成电流;当有物体停留在皮肤上时,电阻系数就会随着皮肤上的隆起被挤压的程度而变化。所以,假如一滴水落在电子皮肤上,科学家们就能够推测出水的温度和它下落的高度啦~

这目前还只是个概念验证,但是它的衍生应用却已经有了构思——比如说做仿生人或者天行者卢克的假体手掌,简直酷毙了。不过呢,微型制造科技的技术赶得上人类半机械人的幻想,也只是最近的事。现在,每过几个月就会有实验室推出全新的设计:带传感器的手套!印着电路的带粘性的纸!(听起来怪怪的……)

“我们现在处于非常初期的阶段,”本杰明·提是新加坡材料与工程研究所的一名皮肤研究人员。“电子皮肤的现状就像北大荒一样。”科学家们还在不断提出新想法,就看哪个能站得住脚。也就是说,看哪个科技产品有像样的规格能够低成本大批量生产。

目前来说,电子皮肤可能还不能真正投入使用。不过这种皮肤在医学领域前景很好,李尚宏是韩国东亚大学的化学工程师。这种皮肤敏感得能探测到声波,所以用它做助听器之类的就很不错。他的团队还把这种柔韧的、和胶带一样细的皮肤绑在手腕上来测量脉搏。

“用与皮肤相近的材料测到的信号可比用四四方方死板的测量带测到的要好多了。”约翰·罗杰斯是美国伊利诺伊州立大学的一名材料科学家。罗杰斯的实验室在研究一种像暂时性纹身一样的电子设备,用来采集人的健康数据。在未来,电子皮肤可以使外科手术机器人更加灵敏,也可能用来包裹在假肢外面,帮助老年人更好地应对生活。

如果跳出医学领域来看,电子皮肤其实本质上就是一个智能表面。所以理论上来讲,哪里有人与科技的交互,设计师就可以把它应用到哪里。本杰明指出,苹果公司最近投资的Force Touch(全新的一种触摸传感技术)和3D Touch(新一代多点触控技术)就是很好的例子。“我们当然是在努力地与数字化世界无缝一体化,”他说,“但问题是,我们怎么才能把数字化世界这些冷冰冰的1和0与我们能真实触摸到的东西整合在一起呢?”

大家都是敏感的人——也许我们的科技也应该敏感点儿。


来源:科斗五线谱
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