可穿戴柔性人造皮膚可用于醫(yī)療領(lǐng)域

（文章來源：百家號(hào)）

科學(xué)家發(fā)明了一種柔軟的人造皮膚，這種皮膚可以提供人體觸覺反饋信號(hào)，此外，它具有復(fù)雜的自我感應(yīng)機(jī)制，因此能夠瞬間適應(yīng)佩戴者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。這種人造皮膚可用于醫(yī)療康復(fù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。就像我們的聽覺和視覺一樣，我們的觸覺在我們感知，以及與周圍世界互動(dòng)中起著重要作用。能夠復(fù)制我們觸覺的技術(shù)（也稱為觸覺反饋）可以用于醫(yī)療康復(fù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用的人機(jī)界面。

由杰米·派克（Jamie Paik）領(lǐng)導(dǎo)的可重構(gòu)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室和工程學(xué)院的斯特凡妮·拉庫爾（StéphanieLacour）領(lǐng)導(dǎo)的軟生物電子接口實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家已經(jīng)合作開發(fā)了一種柔軟的人造皮膚，該皮膚由硅酮和電極組成。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室都是NCCR機(jī)器人計(jì)劃的一部分。

皮膚的軟傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)可以使人造皮膚適應(yīng)佩戴者手腕的實(shí)際形狀，并以壓力和振動(dòng)的形式提供觸覺反饋。 應(yīng)變傳感器連續(xù)測(cè)量皮膚的變形，以便可以實(shí)時(shí)調(diào)整觸覺反饋，以產(chǎn)生盡可能逼真的觸感。 科學(xué)家的工作剛剛在軟機(jī)器人雜質(zhì)上中發(fā)表。

這是首次開發(fā)出一種完全柔軟的人造皮膚，其中集成了傳感器和致動(dòng)器。這為我們提供了閉環(huán)控制，這意味著我們可以準(zhǔn)確而可靠地調(diào)節(jié)用戶感受到的振動(dòng)刺激。這是可穿戴應(yīng)用的理想選擇，例如在醫(yī)療應(yīng)用中測(cè)試患者的本體感覺。

人造皮膚包含柔軟的氣動(dòng)執(zhí)行器，并包含一個(gè)膜層，將空氣泵入膜層可以使膜層膨脹， 當(dāng)膜層迅速膨脹和收縮時(shí)，皮膚就會(huì)振動(dòng)。 傳感器層位于膜層的頂部，并包含由液-固鎵混合物制成的軟電極。 這些電極連續(xù)測(cè)量皮膚的變形，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器，該微控制器使用此反饋來微調(diào)傳遞給穿戴者的感覺，以響應(yīng)穿戴者的運(yùn)動(dòng)和外部因素的變化。

人造皮膚可以拉伸到其原始長(zhǎng)度的四倍，拉伸次數(shù)長(zhǎng)達(dá)一百萬次。 這使得它對(duì)于許多實(shí)際應(yīng)用特別有吸引力。 目前，科學(xué)家已經(jīng)在用戶的手指上對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，并且仍在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

下一步將是開發(fā)一種完全可穿戴的原型柔性皮膚，并用于醫(yī)療康復(fù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。該原型還將在神經(jīng)科學(xué)研究中進(jìn)行測(cè)試，在研究人員通過磁共振實(shí)驗(yàn)研究動(dòng)態(tài)大腦活動(dòng)的同時(shí)，還可用于刺激人體。