電子皮膚上長了「毛髮」：又會有什麼新功能？

導讀

電子皮膚，作為一項前沿創新技術，在可穿戴電子和機器人領域，已經有了不少經典應用。然而，這些電子皮膚上，缺少和人類皮膚一樣的毛髮，從而無法感知到更多的外界刺激。最近，哈爾濱工業大學的研究人員，製成了一種「帶有毛髮的」的電子皮膚，未來有望在機器人、假肢等更多領域應用。

（圖片來源於：美國化學學會網站）

研究簡介

一般來說，電子皮膚，外觀上是一種具有良好彈性的薄膜，功能上可以感知溫度、壓力等外界環境刺激，有的甚至可以檢測血氧飽和度和血液中的酒精濃度。為了模仿具有毛髮的人類皮膚，最近哈爾濱工業大學的研究人員將「「類似毛髮的微線」和電子皮膚」相結合，製成了更加多用途的感測器，可應用於機器人、假肢以及其他領域。這項研究報告最近發表在《美國化學學會應用材料和介面》雜誌上。

「無毛」電子皮膚的缺陷

現在，機器人和假肢變得和人類越來越相似，越來越逼真。雖然，電子皮膚的加入，有助提高機器人和假肢的應用性，但是這種「無毛」的皮膚還不能完全覆蓋人類所具有的觸覺功能。例如，它們無法感知微風。可是，人類皮膚上的汗毛，它覆蓋了我們人體95%的部位，卻能夠幫助我們感知到最輕微的風。

「多毛」電子皮膚能夠「捕風」

所以，為了捕捉到對於風的感覺，來自中國哈爾濱工業大學的研究人員開發了位置上獨立分開的感測器，模仿汗毛感知氣流的功能。

毛髮感測器的構造和功能

更進一步的，Rongguo Wang、Lifeng Hao 等研究人員希望拓展這種感測器的功能，將電子皮膚和毛髮的功能集成到單個設備上。他們開發的人造毛髮，是玻璃包裹的、鈷基鐵磁體的微絲線陣列，線的一端嵌入到硅膠的皮膚中。

（圖片來源於：美國化學學會網站）

這種「帶有毛髮的皮膚」，可以多次檢測一系列情況產生的壓力值，包括一隻蒼蠅落在上面、微風和10磅的重量。另外，單當機器人使用兩個手指抓握塑料板的時候，這種感測器可以幫助機器人感知到摩擦力。

（圖片來源於：美國化學學會網站）

未來展望

這種感測器，不僅能夠檢測空氣流動，還能夠檢測材料性能，另外也具有很好的抗損傷力，在智能機器人和環境感知等方面有著巨大的應用潛力。

參考資料

【1】Jian Zhang et al. Biomimic Hairy Skin Tactile Sensor Based on Ferromagnetic Microwires, ACS Applied Materials & Interfaces (2016). DOI: 10.1021/acsami.6b14236

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