便利贴做的全能皮肤王，让机器人也有感觉

人类的皮肤具有固有的敏感性，如感官触觉和温度变化，实验室中的人造材料很难复制。然而，这些挑战并没有阻止沙特阿拉伯的一个研究小组创造出一种“人造皮肤”，它可以通过使用一些廉价的日常用品来模仿人类皮肤的许多感官功能。

人造皮肤可能会取代世界上第一个独特的传感平台，它可以同时测量压力、触觉、距离、温度、湿度、水流和酸碱度。起初，研究人员试图用碳纳米管或银纳米粒子等特殊材料制造传感器，但只能测量其中的一小部分。相比之下，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究小组使用普通材料，如方便贴纸、海绵、纸巾和铝箔。两边6.5厘米厚的皮肤材料只需1.67美元。

人造皮肤的低成本和广泛的应用能力将给许多科学技术带来巨大的影响。这种灵活耐用的电子产品可以检测人体健康，在不久的将来会变得更加便宜和广泛使用。

一种新型的人机交互系统——非常类似于当前的运动传感或触摸传感设备——将基于人造皮肤感知压力、触摸、温度和运动的能力而出现。人造皮肤也可以用作检测食物质量或室外环境的廉价传感器。

"最后但同样重要的是，低成本的人造皮肤使机器人能够像人类一样感知周围环境。"侯塞因说。2月19日出版的《新材料科学与技术》杂志详细介绍了这项研究。研究人员提出:

这种人工皮肤的预期应用范围非常广泛(如人工皮肤或机器人传感系统)。因此，在不改变效果的情况下减少预算是非常必要的。在这种情况下，如果它的机械强度可以提高，那么就没有科学或技术理由拒绝人造皮肤。

该团队的低成本制造方法看起来像教室实验室一样容易使用。例如，研究人员通过在两片铝箔之间夹一层薄纸或海绵来制作压力传感器。这种简单的设备还可以根据压力变化检测触摸和液体流动。它的铝箔甚至可以承受13厘米内的电磁场近程传感器。

此外，研究人员还制造了一种酸碱度传感器。科学家从铅笔画电影中获得灵感。这种石墨芯铅笔在酸碱环境中经历了一系列化学反应。这些反应可以增加或减少薄膜的电阻。

人造皮肤的主要材料是便签。因为纸可以吸水，它可以帮助检测湿度。双面胶带可以将所有材料粘合在一起。

"人造皮肤的实验室试验表明，它的效果不亚于由特殊材料制成的其他人造皮肤。"阿卜杜拉国王科技大学的电气工程师乔安娜·纳赛尔说，她是这项研究的负责人。"在某些情况下，它比其他人造皮肤要好."

“与其他文献记载的精致人造皮肤相比，人造皮肤显示出非常强大的功能，包括13厘米内的接近报警。此外，它的传感能力比其他更昂贵的材料更强。”纳赛尔说。

对比试验表明，人造皮肤的温度传感能力是早期碳纳米管人造皮肤的两倍，并且经过重新设置，成为一种新的温度测量仪，测量速度达到碳纳米管探测器的四倍。另一项对比实验发现，人造皮肤的压力感应力是碳纳米管压力传感器的两倍。它的压力灵敏度是纳米线压力感受器的5倍，是硅纳米带的40倍。

阿卜杜拉国王科技大学研究小组的下一步包括测试人工皮肤在监控医疗测试系统中的潜在用途。研究人员希望测试它实时监控生命体征的能力，如心跳、血压、呼吸和锻炼。可靠性测试还将显示这种廉价传感器的容差以及它们在机械应力作用下的性能，如扭转和弯曲。

“为什么我们要等上几十年来测试这些特殊材料，而不是拥有现在能让我们受益的设备？”侯塞因说:“从我们所拥有的出发，准备好促进新材料的发展。”

蝌蚪君编译自IEEE，翻译器DM，转载必须注明来自蝌蚪工作人员