鲍哲楠:让人造皮肤感知蝴蝶的触碰

2011-04-23 14:50:48来源: 科技日报
  一只蝴蝶停在脸上,轻微的触感都会让人马上有所察觉。能否让人造皮肤也拥有这样的灵敏度?华裔女科学家鲍哲楠等用了3年的时间,给出一个答案。

  近日,因在人造皮肤研究中取得突破性进展的鲍哲楠,获得多家知名华文媒体和机构共同评选的年度“影响世界华人大奖”提名。

  41岁的鲍哲楠出生在南京,是美国斯坦福大学化学工程系副教授。2010年9月,国际著名学术杂志《自然材料》上发布了一篇文章,公布了鲍哲楠和研究小组的最新成果——能够感知微小压力的人造皮肤。她使用一种称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的弹性物质研制出了具有超强灵敏度的人造皮肤,测试表明,这种材料能清晰地感知一只蝴蝶停留在其表面所造成的“触觉”,而且感应速度极快。

  “一开始,我们只是希望使机器人有触觉,比如机器人去扶一个人的时候,它会知道手要抓多紧;去拿一个东西的时候,它会知道需要多大的力气。在日常生活中,这种触觉的传感器,可应用的方面也有很多。比如,人造皮肤的灵敏传感器,可以用在手机和显示屏幕上,还有以后烧伤的病人,在皮肤移植之后,也能恢复触觉。还有一个可能的地方,就是驾驶的方向盘,如果安置了触觉传感器,在驾驶员很累没有扶住方向盘的时候,方向盘可以自动感知驾驶员的非正常行驶,然后发出提醒,这样也能减少交通事故。”鲍哲楠解释。

  据她介绍,这种模拟人类皮肤的柔软塑料电子传感器件——人工电子皮肤,有望在假肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车安全和医疗器械等诸多方面获得广泛应用。

  长期以来,鲍哲楠和研究小组一直在进行软性、柔性的这一类电子器件和材料的研究。一天,她的一个同事谈到他们正在做的机器人研究时说:“现在机器人可以爬墙,但因为没有触觉功能,当爬到顶端没有东西可以抓住的时候,就会掉下来。”

  这时,她突然来了灵感:“应该适合做一些传感器,放在机器人的身上,作为一种人工皮肤,让它具备感知能力。正是这个交谈让我有了一些新的想法,然后开始着手这个方向的研究。”

  美国研究者表示,鲍哲楠研制出的灵敏电子皮肤是机器人科学的一大迈进,同时这对人类皮肤移植术以及假肢感知力的改进也有很大帮助。但他们也提出,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。对此,鲍哲楠有信心,“要让研制出的人造皮肤与天然皮肤相近或者完全一样,这是一个非常复杂的过程。人造皮肤不仅需要有感知力,它还需要有电子器件能把接收到的感受传输到大脑,使人或者机器人得到信号,然后再做出反应。我们现在发明的电子皮肤,只是其中一部分,这还需要其他的很多研究相配合。”

  最近,鲍哲楠和团队又研制出了最新的可拉伸太阳能电池,为人工电子皮肤增添了自我发电的新功能,使其得到进一步完善。

关键字:鲍哲楠  人工电子皮肤

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2011/0423/article_2014.html
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