一只苍蝇或蝴蝶停在脸上，轻微的触感会让人类马上有所察觉。怎样使人造“皮肤”也拥有这样的灵敏度？美国科学家在这方面取得了突破性进展，研制出能感知微小压力的电子皮肤。* {8 g2 n6 p/ K2 V# p( q3 D) L
来自美国斯坦福大学和加利福尼亚大学伯克利分校的两个研究小组分别在最新一期《自然材料》杂志上发表论文，报告了各自的研究成果。
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经实验室测试，这种电子皮肤几乎可以和人体皮肤一样感知不同的外部压力，以相同速度传导触觉信号。尽管电子皮肤仍存在一些设计障碍尚未突破，但已经可以运用到机器人制造等领域。* }- h5 J% M( v* s
; Q. h( ^5 R$ J" _2 j$ M/ K" t斯坦福大学人造皮肤：敏感见长# [5 i7 A" [0 D6 ]2 ?; L% s
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斯坦福大学华裔科学家鲍哲楠领导的研究小组说，他们使用一种称为聚二甲基硅氧烷(PD M S)的弹性物质研制出人造皮肤，实际测试表明这种材料能清晰地感知一只苍蝇或蝴蝶停在其表面所造成的“触觉”，并且作出感应的速度非常快。
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鲍哲楠的研究小组希望在此基础上研制拉伸性更好的人造皮肤，以适应医用需求，预期在今年年底之前就能拿出样品。不过，研究人员表示，要使人造皮肤具备“生物兼容”能力，即能够与真正的人体组织结合，还是一个有待长期研究的问题。$ u& U/ T7 e* T9 z2 Y$ a, d
7 t% O9 _* O$ r, x加州大学人造皮肤：柔韧性见长 Y7 f* y0 ^0 C5 H1 I" _
, E& n+ h. B0 d: J A. p“托住一个裂开的鸡蛋而不捏碎它，几乎人人都能做，”美国加利福尼亚州大学计算机科学助理教授阿里·贾韦说，“同理，当我们用机器人来装卸货物时，我们希望它们既不让酒瓶从手中滑落，也不过分用力把陶罐捏碎。”
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6 G7 A* M, y+ s! I- X. `- {3 E8 h" t$ x电子皮肤由贾韦领导的科学团队制作。依照法新社描述，电子皮肤的基础体是一种聚合树脂制成的胶片，胶片表面有粘性，覆盖有发挥信号感知和传导作用的一种锗硅混合纳米线，而后在纳米线上安装纳米级传感器，再覆盖以一种对压力敏感的橡胶。
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先期制作并投入测试的电子皮肤面积只有49平方厘米，但它却可以感知从0帕到15千帕的压强，人类敲打键盘、托物体时皮肤感知的压强均在这一范围内。
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1 [' n* z$ X5 ^6 D6 p) F发表在同期杂志上的一篇评论文章对这两项成果给予高度评价。文章说，鲍哲楠小组的人造皮肤在敏感程度方面特别突出，加州大学小组的人造皮肤则以柔韧性见长，或许将来会出现结合上述优点的材料。 新华社
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人造皮肤的应用
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美国研究者12日说，这种电子皮肤的出现是机器人科学的一大迈进，还可临床运用于人类皮肤移植术。: s1 ?% s9 r- C, p0 y; M' F+ f) i
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1 让机器人有触觉
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9 i9 ?0 A2 j- B9 O/ c" ?# w; J7 ~爱尔兰都柏林三一学院纳米学科学家高度评价这两种电子皮肤，称它们是人造科学中“重要里程碑”，解决了机器人触觉难关。* a- V+ x. \6 c. F$ x( x
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现阶段，机器人已经能够感知视觉和听觉，加上已经初步成型的触觉，机器人距离真正的人类感知力只剩下味觉和嗅觉两大障碍。2 h( e( r" ]7 E- ^
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灵敏的电子皮肤让机器人拥有了触觉，它们可以做一些非常细致的动作——— 比如清洗精致的瓷碗而不把它们捏坏或摔碎。, ~6 Z5 s* ?/ ^2 Z7 P% u" ]
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2 用于人类皮肤移植. w5 Q$ m9 c3 I: J M4 T
6 R8 p/ e* w/ g9 x" S- S" C6 _电子皮肤的问世还是临床医学的福音。一些移植学人士看好这项技术，认为它今后可以运用于皮肤移植，或用于改进没有感知力的假肢。有了灵敏的“触觉”，未来的假肢就能够更像病人本来的肢体。0 _ c$ x, P6 T5 G+ ~
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但也有专家提出，人造皮肤要具备与天然皮肤相同的功能，还有一些重要障碍必须克服，包括怎样感知来自平行方向的“剪力”，比如轻挠皮肤所产生的感觉 |
发表于 2010-9-15 11:50:53
