人造皮膚可感知觸摸 用于制造有觸摸功能機(jī)器人

據(jù)9月12日出版的《自然·材料》雜志報(bào)道，兩個(gè)獨(dú)立的美國(guó)研究小組近日以不同方法分別研發(fā)出了可感知輕微觸摸的人造皮膚。新的人造皮膚最終可用于制作假肢或具有觸摸功能的機(jī)器人。

這兩種系統(tǒng)均可檢測(cè)到低于1千帕斯卡的壓力變化。這樣大小的壓力僅相當(dāng)于人們平時(shí)用手指打字或拿起一支畫(huà)筆的感覺(jué)。此前的系統(tǒng)僅能檢測(cè)到上萬(wàn)帕斯卡，或僅能感應(yīng)幾十帕斯卡的靜態(tài)壓力。

美國(guó)斯坦福大學(xué)著名華裔化學(xué)家鮑哲南和同事使用的原料是彈性聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）。她們量出約6平方厘米的PDMS，將其填入橡膠中做成電容設(shè)備。當(dāng)受到擠壓時(shí)，該設(shè)備的電容將發(fā)生變化。研究人員接著將該P(yáng)DMS電容與有機(jī)晶體管相連，即可測(cè)量電流的變化。結(jié)果表明，該設(shè)備可清晰地感受到一只青蠅或蝴蝶落在其上的壓力。

雖然這種設(shè)備非常敏感，但由于目前尚不能拉伸，所以還不能應(yīng)用于假肢。鮑哲南預(yù)計(jì)，可應(yīng)用于假肢的有彈性的人造皮膚將于今年年底問(wèn)世。不過(guò)，她表示，要制造出具有生物相容性的人造皮膚，還有很長(zhǎng)的路要走。

另一種人造皮膚由加州大學(xué)伯克利分校的阿里及同事所開(kāi)發(fā)。他們采用的是接觸印刷技術(shù)，他們使用網(wǎng)格半導(dǎo)體納米線制造出了一個(gè)非常靈活的壓力敏感橡膠，其在壓力下可感知電阻的變化。

在一個(gè)約7平方厘米的正方形網(wǎng)格中，交叉縱橫的納米線可以作為晶體管。每個(gè)晶體管就像一個(gè)像素，可讀出壓力在每個(gè)位置所引起的電流變化。由于該設(shè)備主要由橡膠構(gòu)成，所以可以彎曲；更由于采用的是非常小的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，因此，該設(shè)備也非常靈活?？茖W(xué)家將其彎曲為U形，當(dāng)上端僅余5毫米空隙時(shí)，傳感器依然有效。