兩年前,，斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系教授、美國(guó)工程院院士鮑哲南在斯坦福創(chuàng)建了可穿戴計(jì)劃中心,，將不同學(xué)院,、不同學(xué)科的學(xué)生和教師們集合在一起共同研究“柔性電子器件”。

　　在鮑哲南看來,，十年,、二十年之后，智能手機(jī)已經(jīng)不再存在,，但智能手機(jī)的功能會(huì)逐漸的分解成穿戴的衣服,，或是皮膚表層。

　　“在未來,，像皮膚一般的電子設(shè)備將會(huì)扮演著非常重要的角色,，將會(huì)是我們和外部進(jìn)行交流的方式，也會(huì)是我們?nèi)穗H交流的方式,?！痹?1月17日舉辦的F2 科學(xué)峰會(huì)上，鮑哲南如是說,。

　　作為數(shù)據(jù)信息的入口,，傳感器的核心是材料技術(shù)創(chuàng)新。鮑哲南坦言,，人工皮膚很重要的一點(diǎn),，就是可以像人的皮膚一樣有很靈敏的功能，利用這個(gè)功能,，可以得到很精確的脈搏跳動(dòng),，可以做成血壓計(jì)，這是一個(gè)比較早期切入市場(chǎng)的方向,。

　　可植入設(shè)備也是鮑哲南教授的研究方向之一,。關(guān)于可植入設(shè)備，鈦媒體曾報(bào)道過,，因YY李學(xué)凌朋友圈意外走紅的“植入芯片”,，實(shí)際上是其AI慢病管中的一款醫(yī)用級(jí)傳感器，這些醫(yī)用級(jí)生物傳感器為普通用戶打開了一個(gè)觀察自己身體運(yùn)作的窗口,，讓原本被放養(yǎng)的健康數(shù)據(jù)有了自我精細(xì)管理的可能,。

　　Fusion Fund 創(chuàng)始合伙人張璐從本科就開始讀材料工程,，她經(jīng)常被問到一個(gè)問題，你們專業(yè)能做什么,？張璐認(rèn)為，材料科學(xué)工程,，材料化學(xué)工程,，柔性材料，都是離商業(yè)應(yīng)用非常近的學(xué)科,，未來應(yīng)用的前景非常巨大,。

　　為探討柔性電子器件的研發(fā)現(xiàn)狀與商業(yè)化前景，在F2 科學(xué)峰會(huì)上,，張璐,、鮑哲南教授與哈佛大學(xué)講席教授、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士,、美國(guó)工程院院士,、美國(guó)國(guó)家發(fā)明家科學(xué)院院士、美國(guó)科學(xué)院院士George M.Whitesides,，新加坡南洋理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授和副院長(zhǎng),、南洋理工大學(xué)柔性器件創(chuàng)新研究中心主任陳曉東展開了一場(chǎng)討論。

　　George M.Whitesides認(rèn)為用柔性材料做成傳感器,，并且讓它植入在人體內(nèi)或者皮膚下,，這可能是未來的一個(gè)領(lǐng)域。

　　張璐有著同樣的看法,，她認(rèn)為人工皮膚技術(shù)的出現(xiàn)讓個(gè)性化醫(yī)療,、持續(xù)性監(jiān)控變得更加容易?！拔覀兿Ｍ形磥淼脑O(shè)備,，還有醫(yī)療器械，都可以更加的小型化,，現(xiàn)在人工皮膚,，包括柔性電子器件，不僅小型化,，還有柔性化,，無感的使用，成為人體的延伸,?！?/p>

　　陳曉東的課題組最近做了兩件事情，把柔性的超級(jí)電容器變成紙一樣,，貼在皮膚上,；又做成三維,，可以任意折疊變成二維?！斑@是超過我們平常想象的事情,，可以做的東西很多，完全可以改變很多工業(yè)上現(xiàn)有的處理方法,?！?/p>

　　以下是圓桌實(shí)錄，鈦媒體編輯刪減整理：

　　談人工皮膚

　　張璐：在數(shù)據(jù)信息時(shí)代,，任何一個(gè)數(shù)據(jù)信息都需要信息入口,，最重要的一層就是傳感器，傳感器核心就是材料技術(shù)方面的創(chuàng)新,。鮑教授人工皮膚應(yīng)用在醫(yī)療方面進(jìn)行了許多探索,，請(qǐng)您多介紹一下？

　　鮑哲南：人工皮膚很重要的一點(diǎn),，就是可以像人的皮膚一樣有很靈敏的功能,，我們利用這個(gè)功能，可以得到很精確的脈搏跳動(dòng),，利用這個(gè)原理可以做成血壓計(jì),，使測(cè)血壓連續(xù)性測(cè)試，甚至在小孩嬰兒身上也可以來測(cè)試,。人工皮膚雖然在未來有很多應(yīng)用,，但是近期這是一個(gè)比較早期切入市場(chǎng)的方向。

　　人工皮膚的感知,、觸覺,，這只是其中的一部分傳感的功能，還有肌肉運(yùn)動(dòng)的電信號(hào),，腦電波,，心電波，更重要的是一些化學(xué)的信號(hào),，這些化學(xué)信號(hào)可以從唾液中測(cè)到,，可以從汗液中測(cè)到。這些數(shù)據(jù)是非常多的數(shù)據(jù),，而且每一個(gè)人在不同的時(shí)間,，所測(cè)到的信號(hào)都會(huì)變化。

　　如果要真的從這些信號(hào)當(dāng)中取到很有用的信息,，并通過信息能夠推理出這個(gè)人的健康狀況和情緒狀況,，在這個(gè)情況下大數(shù)據(jù)的處理、人工智能是非常重要的,。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)并不是沒有規(guī)律,，需要人工智能將這些傳感器所收到的信號(hào)結(jié)合起來進(jìn)行處理,，這是將來發(fā)展的趨勢(shì)。

　　張璐：也就是說人工皮膚技術(shù)的出現(xiàn)讓我們以后的個(gè)性化醫(yī)療,、持續(xù)性監(jiān)控變得更加容易,。我們希望所有未來的設(shè)備，還有醫(yī)療器械,，都可以更加的小型化,，現(xiàn)在人工皮膚，包括柔性電子器件,，不僅小型化，還有柔性化,，無感的使用,，成為人體的延伸。

　　談軟體機(jī)器人

　　張璐：下面一個(gè)問題,，George M.Whitesides,，您最近做了很多軟體機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)和研究，同時(shí)也有很多研究是在臨床應(yīng)用方面的,，我想了解一下柔性材料還有機(jī)器人在醫(yī)療方面應(yīng)用的情況是什么,。

　　George M.Whitesides：我們可以去想象，在柔性材料和醫(yī)療方面的關(guān)系,，兩者之間的關(guān)系直接想到的就是人的手,，在醫(yī)療保健的過程中，護(hù)士是非常重要的角色,，因?yàn)獒t(yī)生可能會(huì)做一些手術(shù),。但是很多醫(yī)療的照顧和看護(hù)都是由護(hù)士來實(shí)現(xiàn)的，會(huì)做很多患者所需要的醫(yī)療服務(wù),。護(hù)士是否能夠解決所有問題,，尤其是中國(guó)和美國(guó)在人口不斷增加的情況下，護(hù)士的數(shù)量是否足夠,？這是兩國(guó)所面臨的一個(gè)問題,。

　　我認(rèn)為在醫(yī)療的角度，我們不僅僅要關(guān)注于臨終關(guān)懷,，對(duì)于各個(gè)階段的病人來講都需要關(guān)注,，尤其是對(duì)于兒童，在兒童時(shí)期的醫(yī)療對(duì)他的一生都會(huì)有影響,，我們希望能夠在這方面來進(jìn)行研究,。所以，不僅僅是在研究癌癥方面的內(nèi)容,，同時(shí)也進(jìn)行其他年齡段的研究,。

　　還有醫(yī)藥企業(yè),，他們本身是有一定商業(yè)模式的，從商業(yè)的角度來講,，可能會(huì)有更加有說服力,，可以推廣相關(guān)的技術(shù)，很多人都會(huì)用非常高的價(jià)格使用這些新的材料和技術(shù),。

　　張璐：有些時(shí)候技術(shù)并不能解決所有問題,，我們當(dāng)然非常希望這些材料能夠應(yīng)用到傳感器和控制器上，但是我們?cè)谶@方面如何能夠做到呢,？

　　George M.Whitesides：關(guān)于控制的問題,，它是一種非常直接的方式，比如如果我們的系統(tǒng)本身有一定的自身局限性,，是不是能夠很好的實(shí)現(xiàn)抓取的動(dòng)作呢,？這些都是我們要考慮的。另外,，我們要考慮技術(shù)開發(fā)的目的是什么,，比如有些材料是柔性的，是否能夠應(yīng)用在人體方面,，用柔性材料做成傳感器,，并且讓它植入在人體內(nèi)或者皮膚下，這可能是未來的一個(gè)領(lǐng)域,。

　　所以在這個(gè)過程中,，人體工學(xué)也是非常重要的領(lǐng)域，人體肯定跟計(jì)算機(jī)設(shè)備有很大的差別,，我們要用非常復(fù)雜的但是又易于操作的設(shè)備,，這樣才是比較好的解決方案。我們有這樣應(yīng)用的界面,，有一些傳感的功能,。

　　鮑哲南：對(duì)于材料響應(yīng)性研究方面而言，已經(jīng)取得了一些成績(jī),，目前對(duì)于四種不同的刺激,，材料已經(jīng)能夠具有較好的響應(yīng)。比如化學(xué)信號(hào)響應(yīng),，光響應(yīng),，溫度響應(yīng)等等。這些不同的響應(yīng)行為如果能夠整合到一起,，也許能夠有進(jìn)一步的應(yīng)用場(chǎng)景,。

　　柔性電子器件的商業(yè)化挑戰(zhàn)

　　張璐：您做了很多柔性器件的應(yīng)用和大規(guī)模量產(chǎn)，從柔性電子器件到量產(chǎn),，到大規(guī)模商業(yè)化,，面臨的最大挑戰(zhàn)什么,？

　　鮑哲南：柔性電子的生產(chǎn)，因?yàn)椴皇莻鹘y(tǒng)電子工業(yè)的生產(chǎn),，生產(chǎn)設(shè)備,、新的材料，還要考慮到一套工序之后最終產(chǎn)品的產(chǎn)率,，這是一個(gè)很有挑戰(zhàn)性的事情,。提高產(chǎn)品的成功率，也就是保證生產(chǎn)出來的器件都要能夠工作,，這是最困難的事情,。

　　而且需要不同的材料疊加起來，可能有幾十層的材料,，每一層材料需要有好幾種工藝,，做成的時(shí)候大概有幾百步的工序，每一步都需要百分之百的成功率,，是非常具有挑戰(zhàn)性的。很高興看到柔宇可以把電子屏幕量產(chǎn)化,，這是非常重要的里程碑,。

　　陳曉東：對(duì)于未來的柔性電子器件，最理想的是完全可拉伸,、可折疊的,，如果這個(gè)問題跟工業(yè)界、投資界去說,，他們等不了十年,、二十年，現(xiàn)在有一個(gè)復(fù)合電子學(xué),，把傳統(tǒng)的技術(shù)加上柔性的,、可拉伸、傳感的結(jié)合在一起,，變成有顯示產(chǎn)品,。大家已經(jīng)在市面上看到這樣的產(chǎn)品了，對(duì)業(yè)內(nèi)來說是很令人鼓舞的事情,。

　　談柔性電池

　　張璐：當(dāng)我們討論到未來電子設(shè)備的時(shí)候,，肯定是要考慮到電池，還有用電的問題,，對(duì)于很多應(yīng)用來講都有很多問題,，對(duì)于柔性技術(shù)來講是不是不會(huì)用太多的電池，我們用現(xiàn)在的電池有足夠了,？還是說需要新的技術(shù),？

　　George M.Whitesides：軟性材料非常輕,，不需要太多散熱功能，因?yàn)楸緛砭涂梢陨?。但是在這里面有一些非常有意思的地方,，比如其中一點(diǎn)，對(duì)于那些沒有所謂的連接點(diǎn)的,，或者沒有可移動(dòng)的那些部分,，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要用不同的設(shè)計(jì)，有些時(shí)候材料可能特別貴,，如果不能用電池,，用一次就扔掉可能太貴了。因此從這里面來看,，如果未來有極大需求,，這些具體的問題是需要具體解決的。

　　張璐：我們有沒有可能把電池技術(shù)和柔性技術(shù)結(jié)合在一起變成柔性電池呢,？

　　George M.Whitesides：早期有很多人想發(fā)明這種柔性電池,，現(xiàn)在也有個(gè)很大的問題，說到電池就是那些元素,，沒有辦法使用完全全新的要素來制作電池,。如果說我們把它們做得非常柔軟，就要特別注意離子到底怎么運(yùn)動(dòng),，電池本身是非常復(fù)雜的,。我們必須要利用現(xiàn)在的電池技術(shù)，把它和現(xiàn)在的柔性技術(shù)結(jié)合在一起,，而不是發(fā)明全新的柔性電池,，這種是沒有市場(chǎng)的。

　　張璐：剛剛也說到我們所看到的并不是所謂的數(shù)據(jù),，看是不是有市場(chǎng)潛力,。

　　陳曉東：必須要講材料的好處，我覺得柔性電池,，或者超級(jí)電動(dòng)器,，有很大的潛力存在的地方，比如我們課題組最近做了兩件事情,，把柔性的超級(jí)電容器變成跟一張紙一樣,，任何的剪裁，可以變成圖案化,，有點(diǎn)像紋身,，貼在皮膚上。我們又做成三維的，可以任意折疊變成二維的,，也可以伸展成三維的,，跟紙一樣，這是超過我們平常想象的事情,，可以做的東西很多,，完全可以改變很多工業(yè)上現(xiàn)有的處理方法。

　　張璐：鮑教授也有這方面的研究,，人工皮膚這個(gè)項(xiàng)目也是非常典型的應(yīng)用,。

　　鮑哲南：對(duì)，超級(jí)電容是一個(gè)可能性,，另外,，鋰電池也可以把它變成柔性的，甚至是可拉伸性的,。就像曉東剛才說的,，在材料科學(xué)，材料化學(xué)上,，有很多新的挑戰(zhàn)性,，從研究的角度來說，這是新的研究方向,，隨著可穿戴電子越來越廣泛的推廣,，電池是一個(gè)非常重要的問題。

　　我們有些可穿戴的,，比如測(cè)心跳的，本來整個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)可以做到非常小,，非常薄了,，就是因?yàn)殡姵叵疋o扣一樣很厚，使得整個(gè)產(chǎn)品是厚厚的產(chǎn)品,，電池如果能做到輕薄,，會(huì)有很多新的機(jī)會(huì)，而且電池如果是很薄,，就像曉東講的,，可以做成很多不同的形狀，設(shè)計(jì)上方面又有很多的可能性,。

　　張璐：我們有了傳感器,，幫助我們更加了解自己的健康，通過大數(shù)據(jù)更好的了解我們的身體,，很多疾病是可以被預(yù)防的,，可以減少很多問題。柔性電子器件的未來非常巨大,，哪個(gè)具體的方向是現(xiàn)在的沒有解決的問題呢,？

　　陳曉東：從硬的變成軟的,，已經(jīng)有很多很多難點(diǎn)。從應(yīng)用角度來說,，到底硬在哪里,，比如從醫(yī)療，駕駛,，比如我們車上有傳感器,，飛機(jī)上有傳感器，包括軍隊(duì)在使用的,，飛行員也有傳感器,，我們有航母，航母也有傳感器,，可用的東西非常多,。

　　我現(xiàn)在更愿意往回退一步，不用想那么多應(yīng)用的問題,，只想一個(gè)問題,，怎么把柔性電子器件，把傳感器做好,，把系統(tǒng)做好,，后面可用的東西不一定非得我來做，我們有這么多人,，他們可以把這些應(yīng)用用不同的領(lǐng)域,，甚至超過我想象的地方。我個(gè)人對(duì)于搞材料來說,，包括技術(shù)相關(guān)的,，就把它真正做到極致為止，做到別人不能做,，只有你能做到,。

　　談腦機(jī)接口與柔性材料

　　現(xiàn)場(chǎng)觀眾提問：教授們好，我想陳教授和鮑教授一個(gè)問題,，你們剛才講到柔性材料大多是傳感器相關(guān)的,，我們現(xiàn)在對(duì)腦機(jī)交互非常感興趣，提升注意力等一些東西,，有沒有可能柔性材料做到跟刺激相關(guān)的東西,，幫助人們提升注意力，或者輔助睡眠,。如果不可以,，技術(shù)難點(diǎn)在哪里？

　　鮑哲南：去測(cè)腦電波，現(xiàn)在有一些不同的技術(shù),，用柔性的材料去測(cè)腦電波其實(shí)是很重要的發(fā)展方向,，因?yàn)楝F(xiàn)在已有的電極，要么是很硬的用金屬做的,，直接植入腦內(nèi),，會(huì)損害軟的腦組織。另外一點(diǎn),，用柔性的電極,，不但會(huì)跟腦組織柔性匹配，另外通過設(shè)計(jì)這些材料,，可以使得它們相比金屬電極具有更高的靈敏性,，獲得更多信號(hào)，如果用來做腦刺激,，用更小的電壓就可以得到同樣的效果,。所以，不單具有生物上的匹配性,，另外會(huì)有更好的功能,。

　　陳曉東：有很多挑戰(zhàn)問題，舉個(gè)例子,，我們所有人都有這種經(jīng)歷,，小木刺刺到手指里，一定要拿出來,，否則會(huì)很疼,。如果是刺到腦顱里面，你覺得會(huì)不會(huì)有問題,？這些是材料科學(xué)家要解決的問題,，怎么把電極做得更軟一點(diǎn)，具有更好的生物相容性,，更加舒適，因?yàn)槭孢m度很重要,。這就是材料科學(xué)家能做的事情,，我個(gè)人非常歡迎大家有興趣的人進(jìn)來。

　　張璐：修復(fù)腦損傷和提升腦功能,，都要涉及到嵌入式的設(shè)備,。做得好的公司已經(jīng)在用這種柔性材料了，這個(gè)行業(yè)做的第一家公司也是這個(gè)技術(shù)做得很好的,，我也是他們的投資人,，他們從2015年開始利用納米纖維，做成柔性器件，植入大腦之后去實(shí)現(xiàn)一些功能?，F(xiàn)在已經(jīng)拿到美國(guó)國(guó)防部幾千萬的資金進(jìn)行商業(yè)研發(fā),，建議你去看這類公司的發(fā)展，這才是真正腦機(jī)接口的應(yīng)用,，應(yīng)用的核心已經(jīng)是我們的柔性材料了,。