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从传递疼痛到自主修复,电子皮肤离人类皮肤还远吗?

2021-01-03
来源:互联网

  电子皮肤,是对人类皮肤进行模拟甚至是还原,从而使机器人拥有像人类一样的触觉。

  通常情况下,为了模仿人类皮肤的功能和机械特性、能够像衣服一样附着在设备表面,电子皮肤多由轻薄、透明、柔软、拉伸性优良的材料制成。

  理想的电子皮肤应具有快速响应的触觉感知和反馈能力、良好的扩展性和耐用性。

  早在 2018 年,英国《每日邮报》6 月 22 日报道称,研究人员已经打造出一种能感知疼痛和触感的电子皮肤,包裹这种电子皮肤的假体能够有效帮助截肢者避免受伤。

  这种电子皮肤是由橡胶和织物打造的薄层,它能够覆盖假手的指尖并且产生电脉冲。当电子皮肤与物体接触时,这些微小的脉冲就会刺激假肢中的神经来模拟一种真实的触感。

  约翰 - 霍普金斯大学毕业生 Luke Osborn 说:“感知疼痛对于功能齐全的肢体来说是至关重要的,因为这种感觉可以帮助我们躲避危险、保护我们的身体。疼痛当然是令人讨厌的,但是它也是目前截肢者缺少的重要防护性触感。”

  该电子皮肤的问世,在很大程度上给截肢者带来了希望,也许在不久的将来,截肢者可以想正常人一样生活,进而放下心中的不平衡。

  在 2019 年 7 月 18 日,新加坡国立大学的一个研究小组在新一期美国《科学·机器人学》杂志上报告说,他们从人类的感觉神经系统获得灵感,历时一年半开发出一种名叫“异步编码电子皮肤”的人工皮肤。

  该电子皮肤采用的是和传统电子皮肤不一样的构造。它的传感器不像传统电子皮肤那样是互相连接的,而是让所有传感器都可以连接到一个共同的导体,且每个传感器独立工作。

  这样一来,只要传感器和导体之间存在一个连接,ACES 使能的电子皮肤就可以继续工作,从而不容易受到损伤的影响,而且还可以进一步扩大接收器数量,实现大范围感知。

  此外,该电子皮肤作为一种神经模拟架构,可以同时传输热触觉信号,同时保持极低的延迟。

  基于它的构造,与传统的电子皮肤相比,其最突出的优点就是超强的反应能力和抗损能力。

  异步编码电子皮肤是人类在电子皮肤领域的一大重要成果,意味着电子皮肤更进一步地接近人类皮肤。

  在今年 12 月 1 日,据国外媒体报道,目前,专家指出,现已研制出一种结实、有弹性、灵敏度较高的人造皮肤,可以自修复 5000 多次,未来可用于假肢修复。

  该电子皮肤是由沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学研制的。研究小组称,未来这种电子皮肤可用于监控人体健康或者建造飞机,因为它和人类皮肤一样敏感。虽然这不是科学家第一次尝试以电子方式复制人类皮肤,但之前的尝试都无法与该产品相媲美。

  这款电子皮肤可以感知 20 厘米范围内的物体,在 0.1 秒内做出反应,并自修复 5000 多次。这是此前任何电子皮肤都不能做到的。

  从传递痛苦到可自主修复,电子皮肤经历了一次又一次的改变,尽管目前电子皮肤离人类皮肤还相差很远,但相信随着人类不断的深入研究,在未来的不久,电子皮肤一定会成为人类的福音。


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