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有一种电子皮肤可以感知周围环境,还能循环使用

美国科罗拉多大学波尔德分校(University of Colorado Boulder)的科研人员研究出了一种可以有知觉、可自愈,还能回收使用的 )。研究报告发表在了国际学术期刊《科学先锋》(Science Advance)上。

这种皮肤由一种新型的动态热固性聚合原料(一种聚胺化合物)和银质纳米(AgNP)做成,安装了压力感应器、温度感应器、湿度感应器、拉力感应器和化学感应器,因此可以感受到周围环境的温度、湿度,以及外界施加给皮肤的压力和拉伸。它的延展性也可以贴合凹凸不平的物体表面,这样就避免了使用者需要在不同的平面间施加不同的压力的麻烦。

这种皮肤在结构上环环相连的矩阵排布,根据报告里展示的效果,当这种电子皮肤被撕裂后,环扣矩阵会随之断裂,但在它的自愈能力之下,环扣会重新相连,恢复成完整无损的样子。

如果电子皮肤已经损毁到了无法修复的程度,可以把它放入一种特殊溶剂里,其中的银质纳米会被析出,然后进行再利用。

在实际应用中,安装了这种电子皮肤的机械设备在感知到自外界的压力后,能够针对这些行为做出更精确、合适的反应。

比如未来机器人在协助照顾小孩时,可以感受到他们的体温,及时发现他们有没有发烧。包裹了电子皮肤的义肢也能更好地融入日常的生活,比如它能够感知到用什么力度来握住一个杯子最合适,避免使用者一不小心把杯子捏碎了。

负责这次研发的机械工程师萧建良(Jianliang Xiao,音译)说这种电子皮肤 “让原本被动的系统有了实感。” 在他的设想里,甚至希望这种皮肤能够 “确保机器人不会伤害到人类。”

A 图展示的是电子皮肤治愈的原理图;B 图展示了其环扣矩阵修复的过程;C 图展示了银质纳米被析出后再利用的过程。

电子皮肤不是一个新概念,它在 2011 年就被提出来了。

最早做出电子皮肤的 ,他们当时研发出了一种可延展的太阳能电池,把这种电池安装在他们做的橡胶质的 “超级皮肤” 上,便可以感知施加在其上的压力,甚至是某种特定的 DNA。一年后,他们在这种皮肤里加入了一种塑料和镍材料,称可以让这种皮肤实现自我修复。

2013 年,加州伯克利大学的研究人员又做出了一种 ,可以在被触摸后发出红、蓝、黄、绿四种光亮,压力越大,亮度越亮。研究人员称这种皮肤可以用在义肢的制作上,用来监测使用者的健康状况,或者是用在机器人身上。

在今年的 CES 上,日本科技初创公司 Xenoma 展示了一种安装了 14 个传感器的 ,它的原理和电子皮肤类似,不过是以人体躯干作为动力来源,在衣服的胸腔部分安装了数据转换器,可以把你身体的移动转换为数据传输到相连的电脑上。当你穿着这件T 恤进入某个冒险类游戏时,你的一举一动都会实时呈现在游戏场景中。

Xenoma 的电子 T 恤。

题图/wallpapers

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