一只蒼蠅或蝴蝶停在臉上，輕微的觸感會(huì)讓人類馬上有所察覺。怎樣使人造“皮膚”也擁有這樣的靈敏度？美國(guó)科學(xué)家在這方面取得了突破性進(jìn)展，研制出能感知微小壓力的電子皮膚。% A# a2 w2 |0 `
來自美國(guó)斯坦福大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的兩個(gè)研究小組分別在最新一期《自然材料》雜志上發(fā)表論文，報(bào)告了各自的研究成果。
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2010-9-15 11:50 上傳
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2 B/ j, b4 m3 A% C% ^經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，這種電子皮膚幾乎可以和人體皮膚一樣感知不同的外部壓力，以相同速度傳導(dǎo)觸覺信號(hào)。盡管電子皮膚仍存在一些設(shè)計(jì)障礙尚未突破，但已經(jīng)可以運(yùn)用到機(jī)器人制造等領(lǐng)域。
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斯坦福大學(xué)人造皮膚：敏感見長(zhǎng)
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' f0 q$ r; r# S$ k* e斯坦福大學(xué)華裔科學(xué)家鮑哲楠領(lǐng)導(dǎo)的研究小組說，他們使用一種稱為聚二甲基硅氧烷(PD M S)的彈性物質(zhì)研制出人造皮膚，實(shí)際測(cè)試表明這種材料能清晰地感知一只蒼蠅或蝴蝶停在其表面所造成的“觸覺”，并且作出感應(yīng)的速度非�？�。
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鮑哲楠的研究小組希望在此基礎(chǔ)上研制拉伸性更好的人造皮膚，以適應(yīng)醫(yī)用需求，預(yù)期在今年年底之前就能拿出樣品。不過，研究人員表示，要使人造皮膚具備“生物兼容”能力，即能夠與真正的人體組織結(jié)合，還是一個(gè)有待長(zhǎng)期研究的問題。: J- N/ J3 k7 C# K) k K5 {
/ d: r) l+ M3 u0 `加州大學(xué)人造皮膚：柔韌性見長(zhǎng)
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“托住一個(gè)裂開的雞蛋而不捏碎它，幾乎人人都能做，”美國(guó)加利福尼亞州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授阿里·賈韋說，“同理，當(dāng)我們用機(jī)器人來裝卸貨物時(shí)，我們希望它們既不讓酒瓶從手中滑落，也不過分用力把陶罐捏碎�！�4 y8 N9 n5 q: [/ f/ @
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電子皮膚由賈韋領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)制作。依照法新社描述，電子皮膚的基礎(chǔ)體是一種聚合樹脂制成的膠片，膠片表面有粘性，覆蓋有發(fā)揮信號(hào)感知和傳導(dǎo)作用的一種鍺硅混合納米線，而后在納米線上安裝納米級(jí)傳感器，再覆蓋以一種對(duì)壓力敏感的橡膠。
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1 M6 R7 N8 f5 g+ w7 s# {+ U1 T) W先期制作并投入測(cè)試的電子皮膚面積只有49平方厘米，但它卻可以感知從0帕到15千帕的壓強(qiáng)，人類敲打鍵盤、托物體時(shí)皮膚感知的壓強(qiáng)均在這一范圍內(nèi)。- K3 |0 ~2 { \( q; P
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發(fā)表在同期雜志上的一篇評(píng)論文章對(duì)這兩項(xiàng)成果給予高度評(píng)價(jià)。文章說，鮑哲楠小組的人造皮膚在敏感程度方面特別突出，加州大學(xué)小組的人造皮膚則以柔韌性見長(zhǎng)，或許將來會(huì)出現(xiàn)結(jié)合上述優(yōu)點(diǎn)的材料。 新華社% W! n& F, v! }: s7 j
) p# C( F$ o# H前景
& r9 j+ T$ W( C. }0 T3 t; E人造皮膚的應(yīng)用6 r& ~1 r& n) H' `# |6 E$ c9 v! K
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美國(guó)研究者12日說，這種電子皮膚的出現(xiàn)是機(jī)器人科學(xué)的一大邁進(jìn)，還可臨床運(yùn)用于人類皮膚移植術(shù)。' [1 F6 k3 u; b% P- S
: B- T0 i: ]4 f3 K0 n1 讓機(jī)器人有觸覺
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愛爾蘭都柏林三一學(xué)院納米學(xué)科學(xué)家高度評(píng)價(jià)這兩種電子皮膚，稱它們是人造科學(xué)中“重要里程碑”，解決了機(jī)器人觸覺難關(guān)。
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現(xiàn)階段，機(jī)器人已經(jīng)能夠感知視覺和聽覺，加上已經(jīng)初步成型的觸覺，機(jī)器人距離真正的人類感知力只剩下味覺和嗅覺兩大障礙。! J3 ?7 n! s' ^5 D0 ]( G7 s
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靈敏的電子皮膚讓機(jī)器人擁有了觸覺，它們可以做一些非常細(xì)致的動(dòng)作——— 比如清洗精致的瓷碗而不把它們捏壞或摔碎。
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: \! T s2 \8 ?6 y) ~2 用于人類皮膚移植
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0 S5 O X" o5 x& Q+ w. D! ~電子皮膚的問世還是臨床醫(yī)學(xué)的福音。一些移植學(xué)人士看好這項(xiàng)技術(shù)，認(rèn)為它今后可以運(yùn)用于皮膚移植，或用于改進(jìn)沒有感知力的假肢。有了靈敏的“觸覺”，未來的假肢就能夠更像病人本來的肢體。$ p7 t+ o! f$ Q# n
5 q# O( D1 K$ V1 F/ }- O4 L但也有專家提出，人造皮膚要具備與天然皮膚相同的功能，還有一些重要障礙必須克服，包括怎樣感知來自平行方向的“剪力”，比如輕撓皮膚所產(chǎn)生的感覺 |
發(fā)表于 2010-9-15 11:50:53
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