更像皮肤，有感觉的电子皮肤

如果我们没有皮肤呢?我们将失去触觉，无法感知寒冷或疼痛，使我们无法对任何情况做出反应。皮肤不仅仅是保护器官的外壳，更是提供外界刺激或温度信息的生存信号系统，或者是报告天气的气象台。触觉感受器紧密地分布在整个皮肤中，感受温度或机械刺激——比如触摸或捏——并将它们转化为电信号传给大脑。

电子皮肤是为人造皮肤或类人机器人(如人形机器人)开发的，它面临的挑战是尽可能让它像人类皮肤一样感受温度和运动。到目前为止，已经有了可以分别检测运动或温度的电子皮肤，但没有一个能像人类皮肤一样同时识别两者。

浦项理工大学材料科学系教授郑云勇、尤仁相博士和斯坦福大学鲍哲南教授组成的联合研究小组开发出了可以同时测量温度和机械刺激的多模态离子电子皮肤。该研究结果发表在11月20日的《科学》杂志上科学，其特点是通过应用离子导体的特殊性能，使结构非常简单。

人类皮肤上有各种各样的触觉感受器，可以检测到热或冷的温度，以及其他触觉，如捏、扭或推。通过这些感受器，人类可以区分机械刺激和温度。目前制造的传统电子皮肤，如果对皮肤施加机械刺激，在测量温度时存在较大误差。

人体皮肤富含电解质，因此可以自由拉伸，也不会被破坏，因此共同研究组利用人体皮肤制作了传感器。他们还利用了含有电解质的离子导体材料可以根据其测量频率有不同的测量性能。在这一新发现的基础上，一种多功能的人工感受器被创造出来，它可以同时测量触觉和温度。

此外，研究小组还导出了仅对离子导体温度有反应的电荷弛豫时间和归一化电容等变量，以及仅对机械刺激有反应的变量。只需在两个测量频率下测量即可得到变量的输出。电荷弛豫时间，即离子极化消失所需的时间，可以测量温度而不响应运动，归一化电容可以测量运动而不响应温度。

这种人工受体具有简单的电极-电解-电极结构，具有很大的商业化潜力，可以准确地测量被应用物体的温度，以及在挤压、挤压、伸展和扭转等外界刺激下的方向或应变曲线。

该多模态离子电子皮肤可以自由拉伸或修改，还可以检测温度，有望应用于可穿戴温度传感器或人形机器人等类人机器人的机器人皮肤。

该论文的第一作者、浦项理工大学的尤仁生(音译)博士解释说:“当食指接触电子皮肤时，电子皮肤会检测到温度变化，当手指推皮肤时，接触区域的后部会伸展，并识别为运动。”“我怀疑这种机制是人类皮肤识别温度和运动等不同刺激的方式之一。”

通讯作者、浦项理工大学教授郑云勇(音)评价说:“这是开启利用电解质进行多模态电子皮肤研究的第一步。”“这项研究的最终目标是创造出模拟人类触觉感受器和神经递质的人工离子电子皮肤，帮助因疾病或事故失去触觉的患者恢复触觉。”

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此次研究得到了科学信息通信技术部“全球前沿计划”和“职业中期研究员计划”、产业通商资源部“产业战略技术开发计划”的支援。

媒体接触

Jinyoung啊
jyhuh@postech.ac.kr
82-542-792-415

原始来源

http://www。postech。ac。基米-雷克南/eng /more-skin-like-electronic-skin-that-can-feel /

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http://dx。doi。org/10.1126 /科学。aba5132