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hydac傳感器新型傳感器重現(xiàn)逼真觸覺(jué)
點(diǎn)擊次數(shù)：723 發(fā)布時(shí)間：2015-10-22
hydac傳感器新型傳感器重現(xiàn)逼真觸覺(jué)
新型人造皮膚可讓假肢感知握手輕重。
hydac傳感器10月22日訊假肢可以奇跡般地恢復(fù)一些截肢者失去的功能，但它們至今尚無(wú)法完成一件事，那就是恢復(fù)準(zhǔn)確的觸覺(jué)。如今，研究人員報(bào)告說(shuō)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，這些人造的手臂和腿腳有可能獲得接近真實(shí)的觸覺(jué)。利用一種兩層的柔韌薄塑料，科學(xué)家研制出一種新的電子傳感器，能夠模擬人體皮膚中觸覺(jué)傳感器的神經(jīng)信息而向小鼠腦組織傳送信號(hào)。
長(zhǎng)期以來(lái)，多個(gè)研討團(tuán)隊(duì)一直試圖為假肢佩帶者康復(fù)觸覺(jué)。例如，兩年前，美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭市凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的研討人員陳述說(shuō)，通過(guò)在假手運(yùn)用者的手臂外圍神經(jīng)中銜接壓力傳感器然后使其取得了觸覺(jué)。
但是雖然這些成果現(xiàn)已康復(fù)了根本的觸覺(jué)，但其傳感器和信號(hào)與肌膚中的天然觸覺(jué)傳感器——機(jī)械性感受器發(fā)送的信號(hào)仍存在無(wú)窮區(qū)別。
當(dāng)人體中的機(jī)械性感受器感遭到壓力后，它們會(huì)發(fā)送一股神經(jīng)脈沖；壓力越大，脈沖頻率越高。而之前的觸覺(jué)傳感器在更大的壓力下會(huì)發(fā)生更強(qiáng)的電信號(hào)，而不是高頻脈沖流。電信號(hào)有必要被發(fā)送到另一個(gè)處理芯片，該處理芯片將信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字脈沖流，然后才被發(fā)送到周圍神經(jīng)或腦安排中去。
遭到天然機(jī)械性感受器的啟示，由加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)化學(xué)工程師鮑哲南帶領(lǐng)的研討人員，開(kāi)始著手研發(fā)能夠直接很多發(fā)生數(shù)字信號(hào)的人工肌膚。
據(jù)鮑哲南介紹，這是*種能夠感知壓力并與大腦交流的柔性人工肌膚，距真正像人類肌膚的柔性人工肌膚“更近一步"。
這種人工肌膚像“一頁(yè)紙那么薄"，能夠分為兩層，外層是能夠感知壓力的傳感器，由塑料資料加上碳納米管制成；內(nèi)層是由噴墨打印機(jī)印刷出的柔性電子電路，能夠把壓力信號(hào)改變成電信號(hào)并傳遞給大腦。
借助一種叫光遺傳學(xué)的技能，研討人員改造了實(shí)驗(yàn)鼠的大腦神經(jīng)細(xì)胞，使得人工肌膚能夠向這種改造后的細(xì)胞傳遞電信號(hào)。
鮑哲南說(shuō)，壓力傳感器的一個(gè)難點(diǎn)即是感知細(xì)小力氣，而他們開(kāi)發(fā)的人工肌膚連一粒大麥、一小粒食鹽、一只蝴蝶形成的壓力都能夠感知。其作業(yè)原理是壓力越大，與電極的觸摸面積越大，然后導(dǎo)電功能越好，借此可感知壓力的變化。研討人員下一步將研發(fā)能夠感知溫度、痛覺(jué)等感受的傳感器。
研討人員在10月16日出書的《科學(xué)》雜志上陳述了這一研討成果。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校從事柔性電子研討的化學(xué)家johnrogers表示：“很高興看到此類研討朝著這個(gè)方向發(fā)展，這篇論文令人形象深刻。"
但是rogers和鮑哲南都著重，讓截肢者取得類似于實(shí)在的觸覺(jué)仍然有很長(zhǎng)的路要走。舉例來(lái)說(shuō)，醫(yī)生們不能用人腦安排來(lái)接納光信號(hào)。這意味著研討人員需求找到別的的辦法，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將來(lái)自假肢的電信號(hào)以一種安穩(wěn)而安全的方式傳遞給大腦。鮑哲南說(shuō)，她期望運(yùn)用靈敏的有機(jī)電子產(chǎn)品來(lái)完結(jié)這項(xiàng)使命。終究，跟著這些不同的研討線索交錯(cuò)在一起，它很可能會(huì)給截肢者對(duì)于周圍環(huán)境的一種全新的感受。