《自然—材料学》：美研制出能感知微小压力人造皮肤

顾汉现

《自然—材料学》：美研制出能感知微小压力人造皮肤


发布时间：2010-9-14 9:03:02


美研制出能感知微小压力人造皮肤
能感知1千帕斯卡以下压强变化，与握笔或敲键盘等动作力道相似








一只苍蝇停在你的脸上，轻微的触感使你马上察觉到了它。怎样使机器人或人造肢体的“皮肤”也拥有这样的灵敏度？美国科学家在这方面取得了突破性进展，研制出能感知微小压力的人造皮肤。

来自美国斯坦福大学和加州大学伯克利分校的两个研究小组分别在最新一期《自然—材料学》杂志上发表论文，报告了各自的研究成果。

新研制出的两种材料都能感知1千帕斯卡以下的压强变化，与握笔或敲键盘等日常动作的力道相似，以往的材料达不到这样的灵敏度。

斯坦福大学华裔科学家鲍哲楠领导的研究小组说，他们使用一种称为聚二甲基硅氧烷（PDMS）的弹性物质研制出人造皮肤，实际测试表明这种材料能清晰地感知一只苍蝇或蝴蝶停在其表面所造成的“触觉”，并且作出感应的速度非常快。

鲍哲楠的研究小组希望在此基础上研制拉伸性更好的人造皮肤，以适应医用需求，预期在今年年底之前就能拿出样品。不过，研究人员表示，要使人造皮肤具备“生物兼容”能力，即能够与真正的人体组织结合，还是一个有待长期研究的问题。

加州大学伯克利分校的科学家使用另一种方法，将半导体纳米线制成网格，嵌在有弹性的压感橡胶中，制成能够弯曲的压力传感装置，这种人造皮肤即使弯曲成U形仍能发挥作用。

发表在同期杂志上的一篇评论文章对这两项成果给予高度评价。文章说，鲍哲楠小组的人造皮肤在敏感程度方面特别突出，加州大学小组的人造皮肤则以柔韧性见长，或许将来会出现结合上述优点的材料。

有了灵敏的“触觉”，未来的假肢就能够更像病人本来的肢体，机器人则可以做一些非常细致的动作——比如清洗精致的瓷碗而不把它们捏坏或摔碎。

但也有专家提出，人造皮肤要具备与天然皮肤相同的功能，还有一些重要障碍必须克服，包括怎样感知来自平行方向的“剪力”，比如轻挠皮肤所产生的感觉。