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电子皮肤:用触摸感知改变世界

2018-06-07王轩

科学中国人 2018年6期
关键词:人类

文/王轩

皮肤是我们人类重要的感知器官。通过皮肤,我们能够清晰的感受冬日的寒风、夏日的酷暑、清风的吹拂甚至是偶尔飘落而至的花瓣。人类的皮肤,通过触觉感知外界的环境,而触觉是多种感知的集合,包括接触的位置、接触力的方向和大小、接触物体的温度以及接触物体表面的纹理和硬度等。皮肤通过感知这些信息并通过神经传至大脑,构成了人类的皮肤感知功能,实现了人们通过皮肤对外界的感知。

而电子皮肤则具有与人体皮肤相似的功能,利用特殊材料制造的电子皮肤,像人类的皮肤一样柔软,并且能够像人类的皮肤一样感知压力的大小。随着电子皮肤研究的不断深入,电子皮肤的感知精度不断提升,响应时间仅为几毫秒,“一点都不比人类的皮肤差”。电子皮肤能够应用的范围非常广泛,它可以安装在机器人手臂上,使得机器人具备像人类一样的触觉感知能力;可以作为可穿戴设备应用于虚拟现实领域,使人们有逼真的沉浸感;还可以应用于医疗领域,作为烧伤、皮肤病等患者皮肤功能的替代品。本文旨在介绍电子皮肤在世界范围内研究的最新成果,并对电子皮肤的应用前景进行探讨。

电子皮肤的起源——触觉传感器与MEMS技术

电子皮肤的起源可以追溯至2003年,日本东京大学的科学家们利用并五苯分子这种低分子有机材料制造了一块薄膜,并在薄膜的表面上密密麻麻地布置了压力传感器,从而完成了具备压力感知能力的电子皮肤的原型。……

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