當一部分研究致力于實現能夠應用于人工智能或假肢的壓力敏感 “皮膚”時,另一部分的研究也在致力于讓電子皮膚難以察覺,來實現特殊的研究和目的。
近日,日本科學家就創造了一種用于真實人類手指的“皮膚”。這種超薄而又堅韌的“納米網狀物傳感器”可以直接連接到皮膚上,測量手指與物體的交互作用,為醫學和技術應用提供有用的數據。
手是人們直接與材料和周圍環境進行交互和操縱的主要工具。事實上,手指尖非常敏感,一張厚度只有百萬分之幾米的超薄塑料箔足以影響人的感覺。通過記錄手執行各種任務的方式,它可以幫助體育、醫學、神經工程等領域的研究人員。但是捕獲這些數據并不容易。
因此,捕捉這些數據的可穿戴的手指傳感器必須非常薄。但這顯然使其非常脆弱,容易受到摩擦或反復的物理作用的損害。為了克服這個問題,研究人員發明了一種特殊的功能材料,正是納米網傳感器。
它由四層組成,其中一層是絕緣的聚氨酯網,另一層由導電的金線網絡組成——這些金線作為壓力感應電極。
在18名測試對象的幫助下,研究人員對傳感器進行了一系列嚴格的測試。并證實,這些傳感器是可以不被察覺的,與沒有傳感器的情況下執行同樣的任務相比,既不會影響通過摩擦抓握物體的能力,也不會影響感知到的靈敏度。
這正是研究人員所期待的結果。這也是世界上第一次成功地展示了一種不影響皮膚敏感度的指尖式傳感器。而且,即使在以100千帕(約相當于大氣壓力)的力與表面摩擦300次后,傳感器仍能保持壓力傳感器的性能。
研究小組希望看到的一個新穎的應用是工匠們甚至是技術高超的外科醫生們的精細工藝的數字化存檔。如果這些過程可以被記錄下來,就可以訓練機器如何以比以前更高的逼真度執行任務。
其研究結果已發表在《科學》雜志上。
責任編輯:xj
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