人造皮肤拥有感知，不知道手感如何

创客

虽然说现在的高科技义肢在技术上足够以假乱真，再也不会像传统的义肢那样生硬不流畅。但毕竟义肢永远无法和人体的躯干相提并论，它们无法向使用者回馈触觉信息，因为缺少至关重要的皮肤。

来自韩国和美国的研究员们，制造出一种高分子聚合物，内部是由高密度的超薄金和硅搭建的传感器网络构成，它能够模拟真实皮肤的弹性和高分辨精度的皮肤感官功能，可以真实的感知外界环境的温度、压力和湿度。



在近年来，可伸缩传感材料技术有了突飞猛进的发展，这种高分子聚合物材质是目前该领域内敏感度最高的材料，每平方毫米的面积内的传感器数量高达400个。

团队的研究人员、MC10 公司高科技发展部门主管Roozbeh Ghaffari说，“如果手部义肢能够配置拥有如此高密度的传感器皮肤，那么就可以尽可能的接近真人躯干的效果，拥有相同的触觉反馈。”

此外研究人员们为了让这款“仿真皮肤”拥有同正常皮肤一样的正常的伸展范围，他们使用动作追踪相机来捕捉真实手部的活动过程，分析相关的数据，将不同形状的超薄硅材料应用于高分子聚合物的特定位置，以便适应实际生活中的各种活动延展。

团队成员们表示，在未来的研究中，为了让高分子聚合物能够彻底替代真实皮肤，他们将会在皮肤上添加一层“温度致动器”装置，让其不再是冷冰冰，而是一款带着“体温”的仿真原件。

不过上面提到的这些看起来很酷炫的功能，都是目前技术上能够实现的课题。制造一款智能皮肤最大的挑战就是，如何将义肢皮肤收集到的触觉等信息与佩戴者的神经系统间建立可靠稳定而持久性强的联系，让人体大脑能够“感知”到这些反馈的信息。

首尔大学的项目领导人Dae-Hyeong Kim为此做过一系列的实验：将人造皮肤与实验用的小白鼠的大脑连接起来，并且成功监测到了动物大脑内感觉皮层的活动信号。但最本质的问题是，动物是无法告诉你它是否真正感觉到了温度、压力和湿度的信息。Kim说，“为了准确的测量究竟通过人造皮肤，大脑收到的究竟是何种反馈信息，团队还需要再更大型的动物上进行后续的实验。”



凯斯西储大学的生物医学工程教授Dustin Tyler表示，将人造皮肤的反馈信息翻译成恰当的信号传递给大脑，目前的研究仍然处于初级阶段。他说，“诸如此类的‘概念验证演示’都是非常有趣的项目，不过距离义肢能够彻底替代真实躯干，传递高精度的信息，仍然有很长的路要走。”

其实在现实中，科学家们在该领域的研究已经获得了突破性的进展。Tyler教授曾经帮助美国克利夫兰市的一名失去右手的男子成功的配置上一款“有知觉”的义肢。这款义肢内置20个传感器，通过电极与佩戴者的神经系统相连。目前，这名男子可以通过肌肉系统控制手部的运动，不仅可以灵活的抓取东西，并且甚至可以感知到物体的“软硬程度”。