具备良好压敏特性和柔韧性的电子皮肤可解决机器人设计的难题,它既能帮助机器人敏感获知环境信息,又赋予了其机械灵活性。
对引导未来IT潮流的可穿戴设备,电子皮肤也大有可为。作为一种可嵌入或覆盖人体的高精尖设备,未来不需要给慢性病患佩戴电子监视设备来跟踪心率、血压、血糖等指标,电子皮肤就是人体健康最好的指示标。
例如电子皮肤与智能手表和腕带等结合,只需要把电子皮肤输出的电学图形信号加以比对分析,就可实现“智能把脉”。科学家还设想,利用装有电子皮肤的设备监测咽喉部肌肉运动产生的微弱压力变化,完全可将压力变化信号转化为语音,为聋哑人群充当“传声筒”。
电子皮肤正在超越皮肤本身的属性。从技术趋势来看,电子皮肤为假肢制造、机器人设计、可穿戴设备等领域搭起了桥梁。
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,以模拟触摸的真实感觉。研究团队已经在一位匿名的截肢者身上进行了电子皮肤测试,测试者称:“这种体验就像是一个空壳重新获得了生命一样。”
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。”
Luke 表示:“假体设计和控制机制的进步可以帮助治疗截肢者恢复失去的功能,但他们通常缺乏意义重大的触觉反馈或者直觉。”
项目的研究人员,约翰-霍普金斯大学毕业生Luke Osborn称:“假体设计和控制机制的进步能够帮助截肢者恢复失去的功能,但是他们通常缺乏意义重大的触觉。” 约翰-霍普金斯大学医学院的研究团队借鉴人类的复杂神经网络打造出了这种电子皮肤。
电子皮肤的传感器通过放置在皮肤上的电极连接到佩戴者的假体上的神经,以类似于真正的神经传递信号的方式相似。根据电子装置传递的不同脉冲模式,电子皮肤能够传递从轻触到疼痛的一系列感觉。
电子皮肤的应用绝不局限在医学领域,同3D打印、大数据等创新科技成果一样,电子皮肤将为某些领域带来质的改变。
目前,即便世界上最逼真、最仿生的义肢,也难以实现触觉的突破。具有触感能力的电子皮肤,却完全能使假肢理解触摸、弯曲或按压等动作,帮助配有假肢的人恢复感觉。
跳出医学领域,电子皮肤无疑将是研发智能机器人领域的革命。机器人设计虽早已实现视觉和听觉等功能,并能进行一些复杂的技术操作,但由于皮肤恰恰是机器人技术研发中容易被忽视的部分,直接导致笨重的“盔甲”往往难以检测多方向的触觉三维力,难以体会拿起一个苹果或一个杯子所需力量的差异。