一只蒼蠅或蝴蝶停在臉上，輕微的觸感會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？美國科學(xué)家在這方面取得了突破性進展，研制出能感知微小壓力的電子皮膚。
# b$ _5 a5 s' i8 K7 D4 y0 V來自美國斯坦福大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的兩個研究小組分別在最新一期《自然材料》雜志上發(fā)表論文，報告了各自的研究成果。
image.jpg (33.81 KB, 下載次數(shù): 24)
下載附件
2010-9-15 11:50 上傳
" i1 H# N* x+ C8 g3 e( B) \0 ^: R
: X7 ?5 M3 O$ Z經(jīng)實驗室測試，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。盡管電子皮膚仍存在一些設(shè)計障礙尚未突破，但已經(jīng)可以運用到機器人制造等領(lǐng)域。9 M5 E" `/ {( R( c# _
P8 \3 N- \, w0 u# ^斯坦福大學(xué)人造皮膚：敏感見長6 s5 V+ }) |- R/ n& O
$ l+ U/ d% V& j
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，實際測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�？�。
% ~4 f2 X2 T# @0 I) R F4 W; }# m( F
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，還是一個有待長期研究的問題。
- j2 d! g: W4 v5 c
3 Z5 _6 P$ O3 e* e4 q加州大學(xué)人造皮膚：柔韌性見長+ L) \' j7 o* X! ~9 ]# O) P; H4 t# h
" x! S$ R) H# D( L% w- `
“托住一個裂開的雞蛋而不捏碎它，幾乎人人都能做，”美國加利福尼亞州大學(xué)計算機科學(xué)助理教授阿里·賈韋說，“同理，當我們用機器人來裝卸貨物時，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�！�- h, d( r0 F; J2 A# I& t
4 z) ~/ F S$ W! e. o電子皮膚由賈韋領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)團隊制作。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傳感器，再覆蓋以一種對壓力敏感的橡膠。$ e& k* f1 R* U7 q* h- r
: s. F: c) b5 [0 g3 ]7 L5 m, h
先期制作并投入測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，人類敲打鍵盤、托物體時皮膚感知的壓強均在這一范圍內(nèi)。& N! C, I6 b* ^
. k: u! R' {. Z$ S) X. M發(fā)表在同期雜志上的一篇評論文章對這兩項成果給予高度評價。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，或許將來會出現(xiàn)結(jié)合上述優(yōu)點的材料。 新華社 @7 I" e2 n: E, w. M
, O" q( L# ^" d3 a4 q前景
; j- Z- h4 L+ P人造皮膚的應(yīng)用
3 C# A, U& z1 Y) X
4 ]+ z, y" w0 \$ T! q, s美國研究者12日說，這種電子皮膚的出現(xiàn)是機器人科學(xué)的一大邁進，還可臨床運用于人類皮膚移植術(shù)。
# W; B' f: O: L+ V" r/ W+ W) R! a5 K$ I+ k& ~8 q+ y" T
1 讓機器人有觸覺. T% B* |! u7 I: m0 U, Z
! b- z: _& d, ?8 g/ ^3 F C; T. {愛爾蘭都柏林三一學(xué)院納米學(xué)科學(xué)家高度評價這兩種電子皮膚，稱它們是人造科學(xué)中“重要里程碑”，解決了機器人觸覺難關(guān)。
- _3 d w' p1 t/ c& E' x
7 f/ i4 K1 k. R! {現(xiàn)階段，機器人已經(jīng)能夠感知視覺和聽覺，加上已經(jīng)初步成型的觸覺，機器人距離真正的人類感知力只剩下味覺和嗅覺兩大障礙。5 n x* i. b5 I! z! f' U" Q* ]0 T
7 `' J7 u4 H, k$ z5 L靈敏的電子皮膚讓機器人擁有了觸覺，它們可以做一些非常細致的動作——— 比如清洗精致的瓷碗而不把它們捏壞或摔碎。 p: s+ p! R- f2 k" X8 s2 D9 p; I
M- z, s @ B6 T b6 c0 t
2 用于人類皮膚移植( `- R% G' k3 c0 c! V
C5 ?+ [4 D- C
電子皮膚的問世還是臨床醫(yī)學(xué)的福音。一些移植學(xué)人士看好這項技術(shù)，認為它今后可以運用于皮膚移植，或用于改進沒有感知力的假肢。有了靈敏的“觸覺”，未來的假肢就能夠更像病人本來的肢體。
6 R9 _, ?" S v8 ^ |3 f7 ^8 [5 T
3 L8 ], }. M4 Y, v- t9 m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
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
