【甬派】精密“電子皮膚” 讓假肢產(chǎn)生“觸覺(jué)”寧波設(shè)計(jì)的這款“人造皮膚”，微弱的蚊蟲(chóng)和脈搏都能感知
甬派客戶端記者 金鷺 張璟璟
（資料圖）
讓假肢產(chǎn)生觸覺(jué)，是眾多殘疾人士的夢(mèng)想。
今天，甬派記者從中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所獲得消息，團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)體與傳感器等方面取得了系列進(jìn)展，構(gòu)建出更為精密的“電子皮膚”，甚至可以讓病患感知微弱的脈搏和蚊蟲(chóng)。這一成果已發(fā)表在了《科學(xué)》子刊Science Robotics上。
“目前，大多數(shù)的‘電子皮膚’只能將外力刺激轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，無(wú)法像人體皮膚一樣將外力刺激轉(zhuǎn)換成生理脈沖，并精確地傳送給神經(jīng)系統(tǒng)直至大腦。”中科院磁性材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室磁電子材料與器件團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
針對(duì)這一問(wèn)題，博士生巫遠(yuǎn)招、劉宜偉副研究員和李潤(rùn)偉研究員巧妙地采用“電感-電容振蕩”機(jī)理設(shè)計(jì)電路。當(dāng)假肢受到刺激時(shí)，電路的頻率就會(huì)發(fā)生變化，并將相關(guān)信號(hào)發(fā)送給大腦。
(a)數(shù)字化柔性觸覺(jué)傳感器的原理圖；(b)傳感器分辨0.3Pa的微壓力；(c)器件隨壓力改變的脈沖響應(yīng)；(d)器件示意圖
在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了“Air gap”結(jié)構(gòu)，采用非晶絲作為磁芯提高其性能，獲得了靈敏度更高的數(shù)字化柔性觸覺(jué)傳感器件。通過(guò)優(yōu)化傳感器的模量和結(jié)構(gòu)，這一“電子皮膚”既可感知微弱的蚊蟲(chóng)和脈搏，亦可以感知搬舉重物時(shí)的壓力。
同時(shí)，這種“電子皮膚”如果應(yīng)用于軟體機(jī)器人，可使其實(shí)現(xiàn)類(lèi)似人類(lèi)的感知，并在極端的工作環(huán)境中替代人。這一科研突破已得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、科技部中日政府間國(guó)際合作項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和寧波市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等支持。
研究團(tuán)隊(duì)表示，盡管這項(xiàng)研究前景可期，但目前還只是邁出了第一步，還有很多工作要做。他們將繼續(xù)致力于傳感器和人造神經(jīng)突觸等基本單元的功能開(kāi)發(fā)，以及人造感知系統(tǒng)的完善。“希望通過(guò)進(jìn)一步強(qiáng)化和拓展功能，盡早地投入應(yīng)用，造福人類(lèi)?！痹撠?fù)責(zé)人說(shuō)。
（原文發(fā)布于2018年11月21日甬派客戶端）