人造皮膚擁有感知，不知道手感如何

雖然說現(xiàn)在的高科技義肢在技術(shù)上足夠以假亂真，再也不會像傳統(tǒng)的義肢那樣生硬不流暢。但畢竟義肢永遠(yuǎn)無法和人體的軀干相提并論，它們無法向使用者回饋觸覺信息，因?yàn)槿鄙僦陵P(guān)重要的皮膚。

來自韓國和美國的研究員們，制造出一種高分子聚合物，內(nèi)部是由高密度的超薄金和硅搭建的傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，它能夠模擬真實(shí)皮膚的彈性和高分辨精度的皮膚感官功能，可以真實(shí)的感知外界環(huán)境的溫度、壓力和濕度。

在近年來，可伸縮傳感材料技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這種高分子聚合物材質(zhì)是目前該領(lǐng)域內(nèi)敏感度最高的材料，每平方毫米的面積內(nèi)的傳感器數(shù)量高達(dá)400個(gè)。

團(tuán)隊(duì)的研究人員、MC10 公司高科技發(fā)展部門主管Roozbeh Ghaffari說，“如果手部義肢能夠配置擁有如此高密度的傳感器皮膚，那么就可以盡可能的接近真人軀干的效果，擁有相同的觸覺反饋。”

此外研究人員們?yōu)榱俗屵@款“仿真皮膚”擁有同正常皮膚一樣的正常的伸展范圍，他們使用動(dòng)作追蹤相機(jī)來捕捉真實(shí)手部的活動(dòng)過程，分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，將不同形狀的超薄硅材料應(yīng)用于高分子聚合物的特定位置，以便適應(yīng)實(shí)際生活中的各種活動(dòng)延展。

團(tuán)隊(duì)成員們表示，在未來的研究中，為了讓高分子聚合物能夠徹底替代真實(shí)皮膚，他們將會在皮膚上添加一層“溫度致動(dòng)器”裝置，讓其不再是冷冰冰，而是一款帶著“體溫”的仿真原件。

不過上面提到的這些看起來很酷炫的功能，都是目前技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)的課題。制造一款智能皮膚最大的挑戰(zhàn)就是，如何將義肢皮膚收集到的觸覺等信息與佩戴者的神經(jīng)系統(tǒng)間建立可靠穩(wěn)定而持久性強(qiáng)的聯(lián)系，讓人體大腦能夠“感知”到這些反饋的信息。

首爾大學(xué)的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人Dae-Hyeong Kim為此做過一系列的實(shí)驗(yàn)：將人造皮膚與實(shí)驗(yàn)用的小白鼠的大腦連接起來，并且成功監(jiān)測到了動(dòng)物大腦內(nèi)感覺皮層的活動(dòng)信號。但最本質(zhì)的問題是，動(dòng)物是無法告訴你它是否真正感覺到了溫度、壓力和濕度的信息。Kim說，“為了準(zhǔn)確的測量究竟通過人造皮膚，大腦收到的究竟是何種反饋信息，團(tuán)隊(duì)還需要再更大型的動(dòng)物上進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。”

凱斯西儲大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程教授Dustin Tyler表示，將人造皮膚的反饋信息翻譯成恰當(dāng)?shù)男盘杺鬟f給大腦，目前的研究仍然處于初級階段。他說，“諸如此類的‘概念驗(yàn)證演示’都是非常有趣的項(xiàng)目，不過距離義肢能夠徹底替代真實(shí)軀干，傳遞高精度的信息，仍然有很長的路要走。”

其實(shí)在現(xiàn)實(shí)中，科學(xué)家們在該領(lǐng)域的研究已經(jīng)獲得了突破性的進(jìn)展。Tyler教授曾經(jīng)幫助美國克利夫蘭市的一名失去右手的男子成功的配置上一款“有知覺”的義肢。這款義肢內(nèi)置20個(gè)傳感器，通過電極與佩戴者的神經(jīng)系統(tǒng)相連。目前，這名男子可以通過肌肉系統(tǒng)控制手部的運(yùn)動(dòng)，不僅可以靈活的抓取東西，并且甚至可以感知到物體的“軟硬程度”。

via technologyreview

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