弹性电子皮肤像真实皮肤一样响应触摸和压力

一片人造皮肤可以将来自压力或热传感器的信号转换为大脑信号——在它连接到老鼠的大脑后触摸这种电子皮肤会刺激老鼠踢它的腿。 这可用于改善皮肤损伤患者的假肢。

王维臣 在加利福尼亚州斯坦福大学，他和他的同事们用电子电路、压力和温度传感器创造了一种叫做电子皮肤的设备，所有这些都是用一种薄而有弹性的橡胶材料制成的。 该团队将这些组件合并为一个贴片，可以轻松贴合不平整的表面，例如人的手指。 电子皮肤的工作原理是模仿生物皮肤，神经检测压力或温度，然后向大脑发送一系列电信号或“脉冲序列”。

当它被加热或被施加压力时，电子皮肤的传感器将信号发送到电路中，电路将它们转换成脉冲串。 要做到这一切，电子皮肤需要的电压仅为旧式人造皮肤设备所用电压的 1/60。 Wang 说，这可能意味着电子皮肤不会升温太多，长时间使用会更舒适。 任何可用作皮肤损伤患者假肢的人造皮肤都需要足够舒适，以便长时间佩戴。

皮肤感觉可以触发快速肌肉运动，因此研究人员将电子皮肤连接到活老鼠的神经系统，看看它是否可以做类似的事情。 该团队将一块电子皮肤中的电极连接到处理触觉和温度的大脑区域。 然后他们对设备施加压力。 大鼠大脑的反应是在控制运动的区域的神经元之间发射更多信号。 当研究人员通过可插入的人工突触装置将这些信号传送到老鼠的腿时，它踢了起来。

“这是一个明确的论证：基于感觉，有运动。 这不是一件小事，要让电子设备为此足够好地工作是一项非常具有挑战性的工作，”说 拉文德·达希亚 在马萨诸塞州东北大学。 然而，他说电子皮肤可能需要更复杂的电路来代替大面积的皮肤。

该设备将所有感官数据未经过滤直接传输到大脑，但人类皮肤不会以这种方式处理感官数据。 Dahiya 说，例如，与手其他部位的皮肤感觉相比，您握笔时施加在指尖的压力需要大脑更多的注意力，后者被过滤掉了。