電子皮膚,是對(duì)人類(lèi)皮膚進(jìn)行模擬甚至是還原,從而使機(jī)器人擁有像人類(lèi)一樣的觸覺(jué)。
通常情況下,為了模仿人類(lèi)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?xún)?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(jué)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(chēng),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(jué)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(lèi)的感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)獲得靈感,歷時(shí)一年半開(kāi)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(jué)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(lèi)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(lèi)皮膚。
在今年 12 月 1 日,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,目前,專(zhuān)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(chēng),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?lèi)皮膚一樣敏感。雖然這不是科學(xué)家第一次嘗試以電子方式復(fù)制人類(lèi)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(lèi)皮膚還相差很遠(yuǎn),但相信隨著人類(lèi)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(lèi)的福音。