科 技 云
解放军报
2023-07-28 09:57:34
创建“电子皮肤”的元件——
灵敏传感器
(资料图片)
近日，俄罗斯某研究团队研发出一种由生物相容性材料制成的灵敏传感器。这种传感器可用于制造电子皮肤，有助于替代创伤性活检程序。
电子皮肤的使用前景非常广泛，不仅可以用于制造下一代假肢、实现个性化医疗，还可以用于监测和呵护人体健康。这些功能，对电子皮肤的柔韧性和敏感程度提出了很高的要求。而这款灵敏传感器，其触觉传感器甚至可以比拟人的舌尖和手指的灵敏度，并可灵活适应拉伸、弯曲、凸面、凹面等各种形式的变形。
同时，该传感器是在生物材料或生物相容性材料的基础上制造的，易于应用和移除，可用于各种微创手术以及遥控操作或诊断。在新型内窥镜中使用该传感器，可避免创伤性活检。该传感器有望在医学领域得到积极应用。
拥有人类皮肤触觉——
新型水凝胶皮肤
近期，英国剑桥大学仿生机器人实验室的研究人员，开发出了一种新型水凝胶皮肤。这种皮肤极其柔韧，使用一系列电极和一种算法重建触觉刺激，可以让机器人感知物体的触觉特性，有望促进软体机器人的开发。
软体机器人凭借其灵活性和柔韧性广受关注。而这关键在于其使用的柔软材料。研究人员从人类皮肤获得灵感，研发出了一种可拉伸的传感水凝胶。这种水凝胶是制作机器人皮肤的良好材料。用它制成的水凝胶皮肤，不仅可以模仿人类皮肤的触觉反馈，而且可以生物降解，更加环保。
研究团队希望这款新型水凝胶皮肤，可以让机器人更好地适应不同的环境，助力更为精细、灵活的操作，更好地服务于人类社会。
破损后可自行修复——
多层薄膜传感器
前不久，美国斯坦福大学研究人员首次展示了一种多层薄膜传感器。它可以被用作机器人的电子皮肤，制成的电子皮肤可在破损后自行修复。
众所周知，人类的皮肤由很多层组成。科研人员根据人类皮肤的特征，将具有不同功能的薄膜组合到一起，制成了这种多层薄膜传感器。有的层感觉压力，有的层感觉温度，还有的层具有张力……每层薄至1微米，甚至更薄。在修复过程中，各层分工明确，每一层都会有选择地自行修复，以恢复整体功能。
在新研发的多层薄膜传感器中，研究人员使用了聚丙二醇和聚二甲基硅氧烷。这两种材料的运用，使得这款传感器具有像真人皮肤一样的黏性和弹性。此外，这款传感器受损后，可以通过加热来加快修复过程。当加热到70摄氏度时，在24小时内便可修复。这个成果预示着，未来机器人或将“穿上”可修复且拥有人类皮肤一样触觉的“新皮肤”。（本期观察：梁 晨 康 稳 李春阳）
