《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從傳遞疼痛到自主修復(fù),電子皮膚離人類皮膚還遠(yuǎn)嗎,?

2021-01-03
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

  電子皮膚,,是對(duì)人類皮膚進(jìn)行模擬甚至是還原,從而使機(jī)器人擁有像人類一樣的觸覺,。

  通常情況下,,為了模仿人類皮膚的功能和機(jī)械特性,、能夠像衣服一樣附著在設(shè)備表面,電子皮膚多由輕薄,、透明,、柔軟、拉伸性優(yōu)良的材料制成,。

  理想的電子皮膚應(yīng)具有快速響應(yīng)的觸覺感知和反饋能力,、良好的擴(kuò)展性和耐用性。

  早在 2018 年,,英國(guó)《每日郵報(bào)》6 月 22 日?qǐng)?bào)道稱,,研究人員已經(jīng)打造出一種能感知疼痛和觸感的電子皮膚,包裹這種電子皮膚的假體能夠有效幫助截肢者避免受傷,。

  這種電子皮膚是由橡膠和織物打造的薄層,,它能夠覆蓋假手的指尖并且產(chǎn)生電脈沖。當(dāng)電子皮膚與物體接觸時(shí),,這些微小的脈沖就會(huì)刺激假肢中的神經(jīng)來(lái)模擬一種真實(shí)的觸感,。

  約翰 - 霍普金斯大學(xué)畢業(yè)生 Luke Osborn 說(shuō):“感知疼痛對(duì)于功能齊全的肢體來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,因?yàn)檫@種感覺可以幫助我們躲避危險(xiǎn),、保護(hù)我們的身體,。疼痛當(dāng)然是令人討厭的,但是它也是目前截肢者缺少的重要防護(hù)性觸感,?!?/p>

  該電子皮膚的問(wèn)世,在很大程度上給截肢者帶來(lái)了希望,,也許在不久的將來(lái),,截肢者可以想正常人一樣生活,進(jìn)而放下心中的不平衡,。

  在 2019 年 7 月 18 日,,新加坡國(guó)立大學(xué)的一個(gè)研究小組在新一期美國(guó)《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō),他們從人類的感覺神經(jīng)系統(tǒng)獲得靈感,,歷時(shí)一年半開發(fā)出一種名叫“異步編碼電子皮膚”的人工皮膚,。

  該電子皮膚采用的是和傳統(tǒng)電子皮膚不一樣的構(gòu)造。它的傳感器不像傳統(tǒng)電子皮膚那樣是互相連接的,,而是讓所有傳感器都可以連接到一個(gè)共同的導(dǎo)體,,且每個(gè)傳感器獨(dú)立工作。

  這樣一來(lái),,只要傳感器和導(dǎo)體之間存在一個(gè)連接,,ACES 使能的電子皮膚就可以繼續(xù)工作,從而不容易受到損傷的影響,而且還可以進(jìn)一步擴(kuò)大接收器數(shù)量,,實(shí)現(xiàn)大范圍感知,。

  此外,該電子皮膚作為一種神經(jīng)模擬架構(gòu),,可以同時(shí)傳輸熱觸覺信號(hào),,同時(shí)保持極低的延遲。

  基于它的構(gòu)造,,與傳統(tǒng)的電子皮膚相比,,其最突出的優(yōu)點(diǎn)就是超強(qiáng)的反應(yīng)能力和抗損能力。

  異步編碼電子皮膚是人類在電子皮膚領(lǐng)域的一大重要成果,,意味著電子皮膚更進(jìn)一步地接近人類皮膚,。

  在今年 12 月 1 日,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,,目前,,專家指出,現(xiàn)已研制出一種結(jié)實(shí),、有彈性,、靈敏度較高的人造皮膚,可以自修復(fù) 5000 多次,,未來(lái)可用于假肢修復(fù),。

  該電子皮膚是由沙特阿拉伯國(guó)王阿卜杜拉科技大學(xué)研制的。研究小組稱,,未來(lái)這種電子皮膚可用于監(jiān)控人體健康或者建造飛機(jī),,因?yàn)樗腿祟惼つw一樣敏感。雖然這不是科學(xué)家第一次嘗試以電子方式復(fù)制人類皮膚,,但之前的嘗試都無(wú)法與該產(chǎn)品相媲美,。

  這款電子皮膚可以感知 20 厘米范圍內(nèi)的物體,在 0.1 秒內(nèi)做出反應(yīng),,并自修復(fù) 5000 多次,。這是此前任何電子皮膚都不能做到的。

  從傳遞痛苦到可自主修復(fù),,電子皮膚經(jīng)歷了一次又一次的改變,,盡管目前電子皮膚離人類皮膚還相差很遠(yuǎn),但相信隨著人類不斷的深入研究,,在未來(lái)的不久,,電子皮膚一定會(huì)成為人類的福音。


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