傳感器植入彈性合成皮膚，可以為假體營造類似皮膚的觸覺。
不,我們不是主教級別的現(xiàn)實主義——至少看起來——但是首爾國立大學的研究人員研制的“智能”皮膚成為了營造假肢觸覺的熱門競爭者。
在這方面，先前的努力包括將傳感器嵌入假肢的手指,起初主要關注受力情況。這是為了避免捏碎脆弱的物品,當你不確定應該用多少力時,很容易用力過度。
在生物醫(yī)學工程師Dae-Hyeong Kim的領導下,這個團隊開發(fā)了一種皮膚，它可以在整個假體上展開;它不僅僅可以應用于受力情況。它嵌入了超薄單一的晶體硅膠nanoribbon,它可以驅動數(shù)組傳感器。
這包括了壓力組,還有溫度組和相關的濕度傳感器、應變傳感器、電阻加熱器和可伸縮的用于神經(jīng)刺激的多極陣列組。
“這個集成的可伸縮傳感器和執(zhí)行器組，可以在假體接受外部刺激時，將機械和熱感知觸覺本地化,從而為假體和外圍神經(jīng)系統(tǒng)接口技術的形成提供獨特的發(fā)展機會,”這是對這項研究的抽象解讀。
研究顯示，這種皮膚響應時間會更快,也能更加接近真實皮膚感知世界的能力。例如,通過溫度和濕度傳感器，用戶可以觸摸孩子的額頭,感覺孩子的額頭溫度，判斷孩子是否發(fā)燒。
另一方面,嵌入皮膚加熱器不會提供任何感覺反饋;相反,通過接近真皮的溫度文件，它們可以給假肢更逼真的感覺;而應變傳感器可以發(fā)送反饋，比如可伸縮皮膚在像真皮移動時的疲勞狀態(tài)——這是研究團隊在動態(tài)捕捉人手運動后，描繪人類皮膚在復雜的運動過程中的變形狀況。通過這些操作，開發(fā)團隊仔細繪制了nanoribbon硅傳感器。
研究小組發(fā)現(xiàn)，由此產(chǎn)生的假體高度敏感，適應性強。
“假肢手和疊層電子皮膚會面臨很多復雜的操作,如顫抖的手,鍵盤敲擊,抓球,拿著熱/冷飲,觸摸干/濕表面和人類面對面接觸,”研究顯示。
把傳感器分層分布在薄膜上也增強了耐久性,降低機械骨折的風險,而鉑納米線和二氧化鈰納米顆粒可以連接假肢電極與用戶的周圍神經(jīng),同時盡可能減少炎癥。
“因此,廣泛的感覺輸入讓傳感和驅動能力成為可能,通過皮膚變形的形式,從而在智能假肢的新興領域增強了假體的功能和性能,”研究總結。
網(wǎng)上可以找到完整的研究, 發(fā)表在Nature Communications雜志上。
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本文標題：能感覺一切的假體“智能”皮膚
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