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新的电子皮肤可以像人类皮肤一样对疼痛作出反应 - 更好的假肢和更聪明的机器人

时间：2022-05-08 08:25:05 来源：

电子皮肤的概念图像可以感知触摸，疼痛和热量。

原型设备以人体皮肤感应疼痛的方式电子复制。

研究人员已经开发了电子人造皮肤，就像真正的皮肤一样对疼痛做出反应，开启了更好的假肢，更聪明的机器人和非侵入性替代品到皮肤移植物的方式。

由澳大利亚墨尔本克里特大学的团队开发的原型设备，可以通过人体皮肤感应疼痛的方式电子复制。该器件模仿身体的近乎瞬间的反馈响应，并且可以与疼痛的感觉作出反应，具有与神经信号行驶到大脑的相同照明速度。

领导研究员Madhu Bhaskaran教授表示，疼痛感应原型是对下一代生物医学技术和智能机器人的重要进步。

“皮肤是我们的身体最大的感官器官，具有复杂的功能，旨在在任何伤害时发送快速火灾警告信号，”Bhaskaran说。我们一直通过皮肤传感东西，但我们的痛苦反应只在某个点踢，就像我们触摸太热或太尖锐的东西一样。

“没有电子技术能够逼真地模仿那种非常痛苦的感觉 - 直到现在。

“我们的人造皮肤在压力，热量或冷达到痛苦的阈值时立即反应。我们需要提供真正智能的假肢和智能机器人的复杂反馈系统的未来发展是一项重要的一步。“

皮肤样感传感原型装置，采用可拉伸电子器件制成。

除了疼痛感应原型之外，研究团队还开发了使用可伸展电子产品的设备，可以感测和响应温度和压力的变化。

Bhaskaran是rMIT功能材料和微系统组的联合领导者表示，三种功能原型旨在为皮肤形式提供皮肤传感能力的关键特征。

随着进一步的发展，可拉伸的人造皮肤也可以是未来的非侵入性皮肤移植的未来选择，传统方法不可行或不起作用。

“我们需要进一步发展，将这种技术整合到生物医学应用中，但基本面 - 生物相容性，皮肤状拉伸性 - 已经存在，”Bhaskaran说。

RMIT大学团队开发的功能原型提供了电子形式皮肤传感能力的关键特征。

新的研究，已作为临时专利提交的智能系统，结合了三项技术先驱和专利的技术：

可伸展电子产品：将氧化物材料与生物相容性硅结合，可透明，不可渗透和可穿戴的电子产品，如贴纸。温度 - 反应涂层：自修饰涂层基于响应热转化的材料，比人毛更薄1,000倍。脑模拟内存：模仿大脑使用长期内存来召回并保留以前的信息的电子存储器单元。

压力传感器原型结合了可拉伸的电子产品和长期存储器单元，热传感器带来温度 - 反应性涂层和记忆，而疼痛传感器集成了所有三种技术。

PHD研究员MD Ataur Rahman表示，每个原型中的存储器单元负责在压力，热或疼痛达到设定阈值时触发响应。

“我们基本上创造了第一家电子躯体传感器 - 复制身体复杂的神经元和受体系统的关键特征，这引起了我们对感官刺激的看法，”他说。

“虽然一些现有技术使用电信号模仿不同水平的疼痛，但这些新设备可以对真正的机械压力，温度和疼痛做出反应，并提供正确的电子响应。

“这意味着我们的人工皮肤知道用手指轻轻触摸别针之间的差异或意外刺伤它 - 这是从未以电子方式实现的关键区别。”

该研究得到了澳大利亚研究委员会的支持，并在RMIT的现有技术微型纳米研究设施进行了微/纳 - 制造和器件原型。

参考：“人工躯体传感器：电子皮肤的反馈受体“通过MD。Ataur Rahman，Sumeet Walia，Sualaiya Naznee，Mohammad Taha，Shruti Nirantar，Fahmida Rahman，Madhu Bhaskaran和Sharath Sriram 20120年9月1日，先进的智能系统.DOI：
10.1002 / AISY.202000094

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