中華民國106年 08月18日
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現實版畫皮:擁有感知覺的人造皮膚


如今人類可以通過肌肉、神經,甚至是大腦來控制高科技義肢的運動。但這還遠遠不夠——義肢上面還缺少一層跟真實皮膚一樣能感知外界變化的人造皮膚。要擁有這樣一層人造皮膚,首先需要一層包裹感受器以感知溫度、壓力、濕度的材料。

近日據MIT Technology Review網站的消息,韓國和美國研究員們已經製造了一種高分子聚合物,用來模擬真實皮膚的伸縮性和高解析度感官功能。這種高分子聚合物佈滿了密集的感測器網路,感測器則由超薄的金和矽組成。超薄矽被安置成彎曲的紋理形狀,以滿足人造皮膚的伸縮需求。為了更加逼真,他們還額外加了一層執行器,讓人造皮膚擁有和真實皮膚相似的溫度。

可伸縮傳感材料近年來陸續出現許多新的研究成果,但目前這款高分子聚合物是靈敏度最高的,每平方毫米擁有近 400 個感測器。

參與該項研究的Roozbeh Ghaffari同時也是MC10高新科技發展部門的負責人,他表示:“如果手指上的人造皮膚有這麼多高解析度感測器的話,大腦幾乎可以接收到和正常手指傳回來的一模一樣的感官體驗。

這種新型人造皮膚其實只解決了一小部分問題。更大的挑戰在於,如何將感測器接收到的“感覺”和人類的神經系統持續穩定的連接起來,讓大腦真正的感受到對應的感覺。

首爾大學裡領導該項研究的 Dae-Hyeong Kim 做過一些實驗:他把這種人造皮膚和老鼠的大腦連接在一起,並成功檢測到感覺輸入和感受皮層間的反應活動。但這個實驗還是無法告訴我們老鼠是不是真正的感受到熱度、濕度或者是觸覺。Dae-Hyeong Kim 表示,要真正知道動物具體的感受,還需要在更大型的動物身上做實驗。這也是他們未來的研究工作。

事實上,人類身上已經有過一次類似的先例了。凱斯西儲大學的Dustin Tyler博士是生物工程方面的專家,他曾經幫克利夫蘭一名失去右手的男子安上具有知覺的義肢。這款義肢裝有 20 個感測器,通過電極和斷肢神經相連接。人不僅可以通過肌肉控制義肢抓取東西,還可以感受到手裡東西的軟硬。

不過,要實現高靈敏度感測器和神經的穩定對接,未來還有很長一段路要走。


【101創業大小事/整理報導】

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