電子皮膚-植皮傳聲人機(jī)界面全文

1、電子皮膚：植皮、傳聲、人機(jī)界面讓它具有分辨壓力的能力美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研究的這種新型電子皮膚，由電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)教授阿里賈韋帶領(lǐng)的研究小組發(fā)明。它由合 成橡膠和塑料制成，厚度還不及一張一般的紙。這塊電子皮膚樣品上縱橫各有 16個(gè)可發(fā)光塊。隨著按壓或 彎曲力度的變化，發(fā)光塊可以發(fā)生藍(lán)、綠、紅或黃色的光。據(jù)研 究人員介紹，每個(gè)發(fā)光塊上都裝有半導(dǎo)體納米碳管、有機(jī)發(fā)光二極管和壓力感應(yīng)裝置。這個(gè)壓力感應(yīng)裝置基于賈韋團(tuán)隊(duì)三年前的發(fā)明。 那時(shí)，賈韋 把微型金屬線安裝在一張塑料片上， 若有外力按壓金屬線，力量 大小的數(shù)據(jù)就會(huì)顯示在與塑料片相連的電腦上。賈韋說，“我們不僅是在制造裝置，也是在制造系統(tǒng)。我

2、們 已經(jīng)證明，交互式電子皮膚可以包裹在不同的物體表面，這就產(chǎn)生了多種新型的人機(jī)交互模式，是一個(gè)了不起的系統(tǒng)?！逼つw輸入式技術(shù)的原理是， 利用影像感應(yīng)器，將皮膚視為輕 觸式屏幕，通過敲打與觸摸來傳輸指令，實(shí)現(xiàn)操縱家用電器、打電話、操作簡(jiǎn)單游戲等功能。目前，這項(xiàng)技術(shù)的操作準(zhǔn)確率已超過 80%。事實(shí)上，在電子皮膚中植入感應(yīng)器已不是什么新奇事，讓它具備分辨壓力的能力才是突破，而如今，賈韋團(tuán)隊(duì)正在致力于讓電子皮膚具備感應(yīng)溫度的能力。越來越像人類皮膚其實(shí)，電子皮膚的概念早已由現(xiàn)， 而各國(guó)科研團(tuán)隊(duì)首先要攻 克的難題，就是要使其具有靈敏的“感覺” ，因?yàn)橹挥羞@樣，電 子皮膚才可能模擬或取代機(jī)體皮膚。20XX年

3、，日本東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用低分子有機(jī)物并五 苯分子制成薄膜，通過其表面密布的壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了電子皮膚可感知壓力。時(shí)隔兩年，該研究團(tuán)隊(duì)在特別塑料薄膜中重疊嵌入可感知壓 力和溫度的兩組晶體管，并在晶體管電線交叉的位置使用微傳感 器來記錄電流起伏，由此可推斷由日常溫度和每平方厘米300克以上的壓力。更令科學(xué)家欣喜的是，這種電子皮膚成本相當(dāng)?shù)停?這也讓人看到了大規(guī)模制造和推廣的曙光。在德國(guó)，慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家也研制生了一款皮膚電路， 利用紅外線傳感器和溫度傳感器，可探測(cè)相當(dāng)于皮膚微小毛發(fā)所能感受到的物體距離，并模擬由人類皮膚的輕觸覺。近年來，隨著尖端材料學(xué)研究的深入， 石墨烯、碳納米等高 科技

4、材料因超輕薄、韌性強(qiáng)、 電阻率小等優(yōu)良特性， 也被科學(xué)家 認(rèn)為是電子皮膚的優(yōu)良“基底”。例如由ZG研究人員使用碳納 米管傳感器制成的高靈敏度皮膚，甚至可感知 20毫克的螞蟻的 重量。美國(guó)斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系華裔女科學(xué)家鮑哲南領(lǐng)導(dǎo)的科 研團(tuán)隊(duì)，已成功研制由高靈敏度柔性橡膠材料。這種電子皮膚遍 布高靈敏度電子感應(yīng)器， 獲得壓力時(shí)可改變內(nèi)部密度， 可感知一 只蝴蝶落在上面的壓力。止匕外，通過融合可拉伸式太陽(yáng)能技術(shù)， 這款電子皮膚還具備了自我發(fā)電等功能。英國(guó)劍橋大學(xué)納米科學(xué)中心的研究人員，也正在嘗試將可隨意拉伸和變形的電路移植到透明的彈性硅膠上，力圖給予電子皮膚更多近似于人體皮膚的物理特性。按照研究人

5、員的設(shè)計(jì)， 這種電子皮膚可包裹四肢與手臂，有望應(yīng)用于皮膚移植。大膽的設(shè)想目前，對(duì)于大面積創(chuàng)傷、 燒傷等病情，植皮幾乎是唯一的挽 救辦法，而最好的植皮來源還是人體皮膚。進(jìn)行這種手術(shù)時(shí)，醫(yī)生們要切取患者自身或他人的皮膚進(jìn)行移植修復(fù)，這常常會(huì)給人的身心帶來新的創(chuàng)傷。此外， 移植后的皮膚不僅十分脆弱， 還存 在觸覺削弱、免疫力下降等后遺癥。如果電子皮膚能應(yīng)用于臨床， 對(duì)于需要皮膚移植的人來說無 疑將是一大福音。然而，電子皮膚若真正移植于機(jī)體，還要解決其與周圍正常皮膚的神經(jīng)、 肌肉、淋巴及腺體等和諧共生， 將感 知的觸覺反饋給神經(jīng)細(xì)胞， 接受神經(jīng)元的指令等問題。 這都是科 學(xué)家下一步努力的方向。但電子皮

6、膚的應(yīng)用將不僅僅限于替代人類皮膚。它或?qū)⒔o智能機(jī)器人領(lǐng)域帶來一場(chǎng)革命。 機(jī)器人雖早已具備 視覺和聽覺等功能，并能進(jìn)行一些復(fù)雜的技術(shù)操作， 但由于皮膚 是機(jī)器人技術(shù)研發(fā)中容易忽視的部分， 直接導(dǎo)致了笨重的“盔甲”難以檢測(cè)多方向的觸覺三維力，難以體會(huì)拿起一個(gè)蘋果、 一個(gè)杯子或一塊鋼鐵所需力量的差異。機(jī)器實(shí)現(xiàn)智能的基礎(chǔ)在感知， 具備良好壓敏特性和柔韌性的 電子皮膚可最大程度上模擬人手的操作，突破握住雞蛋而不捏碎，拿住酒瓶而不滑落等當(dāng)前機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域存在的瓶頸。電子皮膚將能夠解決機(jī)器人的觸覺難題，使其敏感獲知環(huán)境信息， 又具有靈活性。對(duì)于引導(dǎo)未來IT潮流的可穿戴式電子設(shè)備，電子皮膚也將 大有可為。未來

7、，將不再需要給慢性病患佩戴電子監(jiān)視設(shè)備來跟 蹤心率、血壓、血糖等指標(biāo)，利用電子皮膚即可。比如，電子皮 膚與智能手表和腕帶等結(jié)合后， 只需把電子皮膚輸生的電學(xué)圖形 信號(hào)加以比對(duì)分析，就可以實(shí)現(xiàn)“智能把脈”。目前，ZG科學(xué)院納米研究所科學(xué)家利用石墨烯與碳納米制 成的電子皮膚，可精確測(cè)量脈搏波形與聲音波形，科學(xué)家假想， 利用裝有電子皮膚的設(shè)備監(jiān)測(cè)咽喉部肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的微弱壓力 變化，完全可將壓力變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音，使其成為聾啞人群的“傳聲筒”。微軟公司正在嘗試的創(chuàng)新型電子皮膚應(yīng)用更為大膽。該公司正在和美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作，研發(fā)皮膚輸入式技術(shù)。 其原理是利用影像感應(yīng)器，將皮膚視為輕觸式屏幕， 通過敲打

8、與觸摸來 傳輸指令，實(shí)現(xiàn)操縱家用電器、打電話、操作簡(jiǎn)單游戲等功能。目前，這項(xiàng)技術(shù)的操作準(zhǔn)確率已超過80% ,這或?qū)⑼苿?dòng)智能家用設(shè)備的研發(fā)速率。一汽奔騰B90打造“旗艦升艙計(jì)劃”隨著公務(wù)車采購(gòu)政策的公布與執(zhí)行，以及GJ對(duì)乘坐自主品牌汽車的倡導(dǎo)，ZG的自主品牌汽車開始逐漸成為公務(wù)車采購(gòu)的 新目標(biāo)，并在整體市場(chǎng)中占據(jù)越來越大的比例。一汽奔騰B90也以此為背景全面發(fā)力， 憑借強(qiáng)大的產(chǎn)品力與品牌力，成為公務(wù)車陣營(yíng)中的中堅(jiān)力量。旗艦品質(zhì)，成就公務(wù)車首選早在20XX年8月，福建省政府就一次性采購(gòu)了72輛奔騰B90作為其政府用車。奔騰 B90作為奔騰品牌全新中高級(jí)旗艦 車型，能夠贏得公務(wù)車市場(chǎng)的認(rèn)可，其背后無

9、疑是奔騰B90卓越的品質(zhì)與實(shí)力的支撐。在動(dòng)力上，奔騰 B90的研發(fā)與生產(chǎn)都基于 ZG 一汽自主研 發(fā)的全新M2轎跑車平臺(tái)，搭載了 ZG 一汽全新研發(fā)的 ET3系 列高性能全鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性兼?zhèn)洹Ｔ谲嚿磔p量化方面，奔騰B90使用了大量輕質(zhì)卻更加堅(jiān)韌的高強(qiáng)度鋼材，降低車身自重的同時(shí)，也大大提高車身強(qiáng)度， 實(shí)現(xiàn)了車身輕量化與安全性的完美平衡。奔騰B90還將安全性提升到一個(gè)更高的標(biāo)準(zhǔn)，它采納了加 強(qiáng)型3H結(jié)構(gòu)車身，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多通道能量傳遞設(shè)計(jì)。 自動(dòng)車型全部標(biāo)配了 Bosch全新9代BS/ESP系統(tǒng)。在舒適性方面，奔騰 B90進(jìn)行了 309項(xiàng)精確全面的振動(dòng)噪 聲操縱，使駕乘者享有寧?kù)o空間。止匕外，在智能科技方面，奔騰 B90裝備了四大智能系統(tǒng)， 同時(shí)還擁有諸多智能裝備， 為車主打造了一輛科技感十足的智能 座駕?！笆飞献顝?qiáng)奔騰”打造“旗艦升艙計(jì)劃”作為奔騰品牌七年歷史的巔峰之作，奔騰 B90融合了一汽