假肢皮膚的案例
斯坦福鮑哲南團隊Nature子刊重磅突破：電子皮膚從此不怕傷害
憑借這些特性，研究者們制造了一個全集成的電子/光電多功能自愈電子系統，具有人類皮膚般的內在拉伸性和自我恢復能力，而這一切基于簡單的自粘合裝配工藝。在自修復的機載系統中，高性能互連的ECG/應變傳感器和LEC單元現在可以通過利用自修復聚合物的自粘特性無縫集成到單個平臺中，使其高度適用于先進的機器人或假肢電子皮膚。此外，每個傳感器記錄的生理數據可以無線傳輸到LEC陣列，以實時提供連續監測。鮑哲南教授團隊的系統級多功能可自修復電子皮膚為發展強健，甚至牢不可破的未來電子產品貢獻出了一份力量。
文章鏈接：An integrated self-healable electronic skin system fabricated via dynamic reconstruction of a nanostructured conducting network. (Nat. Nanotech., DOI: 10.1038/s41565-018-0244-6)
來源：材料人
展開 人造皮膚有了“感覺”，人造神經系統了解一下
在這項研究中，科學家們開發出了一款全新的人造神經系統，并成功用它實現了對觸覺的模擬，這項研究為假肢制造、人造皮膚邁出了第一步，或許有一天會給機器人某種反射能力。
在未來，機器人不僅會有人的外形，其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠，而是如同真正的人的皮膚一樣，有觸覺、溫覺、痛覺等。面對如此“有血有肉”的機器人，你還能只把其作為一個機器來看待嗎？而除了將這項研究應用在機器人身上，我們還能利用人造神經系統做些什么呢？
搭載了神經的人造皮膚，能為我們做些什么
1.青春永駐的秘密
在電影《重返20歲》的設定里，楊子姍飾演的“奶奶”一旦出血，皮膚上就會出現皺紋，而在電影最后，因為給孫子獻血，妙齡女郎還是重回了老年人的狀態。
要說電影里防止皮膚衰老還真是比現實生活中容易得多，只要堅持不流血就行了。但是在現實生活里，護膚、打針、激光、拉皮，女人們為了減緩皮膚衰老，減少皮膚皺紋可謂是無所不用其極。然而，皺紋會有的，黃斑會有的，該老還是要老的。
那么，如何才能永遠讓自己的皮膚光滑又細膩呢？答曰：人造皮膚。
從令人悚然的“人皮面具”到用化合物做的面膜面具，人們在人造皮膚上一直下了不少的功夫。比如，麻省理工曾利用具有良好彈性、透氣性、附著性和抗拉強度的聚硅氧烷合成了一種透明聚合物薄膜，用來保護皮膚并減少皮膚水分的流失。
對于人造皮膚未來的研發方向，EPISKIN體外重建皮膚中心還將致力于探索研發更加復雜精細的重建皮膚及皮膚附屬器模型，例如含有毛囊、汗腺等更接近于真實皮膚狀況的皮膚模型。
以上種種研究，可以說是將“人造皮膚”打造得非常纖薄自然了。然而，皮膚不僅僅是為了覆蓋我們的肌肉而存在，它也是一種非常有用的傳感材料。在很多人看來，手感覺到溫度是理所當然的，卻不會有人去思考從皮膚到大腦的信號傳遞過程。
展開 人造皮膚有了“感覺”，人造神經系統還遠嗎？
在這項研究中，科學家們開發出了一款全新的人造神經系統，并成功用它實現了對觸覺的模擬，這項研究為假肢制造、人造皮膚邁出了第一步，或許有一天會給機器人某種反射能力。
在未來，機器人不僅會有人的外形，其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠，而是如同真正的人的皮膚一樣，有觸覺、溫覺、痛覺等。面對如此“有血有肉”的機器人，你還能只把其作為一個機器來看待嗎？而除了將這項研究應用在機器人身上，我們還能利用人造神經系統做些什么呢？
搭載了神經的人造皮膚，能為我們做些什么？
1.青春永駐的秘密
在電影《重返20歲》的設定里，楊子姍飾演的“奶奶”一旦出血，皮膚上就會出現皺紋，而在電影最后，因為給孫子獻血，妙齡女郎還是重回了老年人的狀態。
要說電影里防止皮膚衰老還真是比現實生活中容易得多，只要堅持不流血就行了。但是在現實生活里，護膚、打針、激光、拉皮，女人們為了減緩皮膚衰老，減少皮膚皺紋可謂是無所不用其極。然而，皺紋會有的，黃斑會有的，該老還是要老的。
那么，如何才能永遠讓自己的皮膚光滑又細膩呢？答曰：人造皮膚。
從令人悚然的“人皮面具”到用化合物做的面膜面具，人們在人造皮膚上一直下了不少的功夫。比如，麻省理工曾利用具有良好彈性、透氣性、附著性和抗拉強度的聚硅氧烷合成了一種透明聚合物薄膜，用來保護皮膚并減少皮膚水分的流失。
以上種種研究，可以說是將“人造皮膚”打造得非常纖薄自然了。然而，皮膚不僅僅是為了覆蓋我們的肌肉而存在，它也是一種非常有用的傳感材料。在很多人看來，手感覺到溫度是理所當然的，卻不會有人去思考從皮膚到大腦的信號傳遞過程。
其實，在日常生活中，我們不僅可以依靠視覺來確認我們已經成功地抓住了物體，還可以通過皮膚的感知來確認。
展開 《AM》上交谷國迎：皮膚離子凝膠機械感受器用于軟機器、生理傳感和截肢假體
此外，由于其多功能材料結構，皮膚可以與更有效的觸覺反饋方法（如電和振動刺激）相結合。使用超電容離子電子材料作為新型電子皮膚，為下一代人機界面、假肢和其他智
能機器人系統提供了新的可能性。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adma.202102069
版權聲明：「高分子材料科學」
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《AM》上交谷國迎：皮膚離子凝膠機械感受器用于軟機器、生理傳感和截肢假體
【背景】
觸摸感應在機器人抓取和機器人輔助假肢的新興人機界面中發揮著核心作用。盡管軟導電聚合物的進步促進了各種壓力傳感器的產生，但由于其靈敏度有限、壓力范圍窄以及結構和制造工藝復雜，這些傳感器難以用作機器人和假肢的觸摸皮膚。
【摘要】
卡內基·梅隆大學
Carmel Majidi
教授
，與
上海交通大學機械與動力工程學院
谷國迎教授團隊
共同將離子水凝膠與市售導電織物相結合，構建一種
高度敏感且堅固的柔軟觸感皮膚超電容傳感
。
通過簡單制造方法，制備并具有
高達
1.5 kPa
-1
的高靈敏度
（比傳統平行板電容式傳感器高約44倍）、超過四個數量級（約 35 Pa 至 330 kPa)、超高的電容基線、
快速
的響應時間
(≈18 ms)
和良好的重復性
的超電容傳感
。離子凝膠皮膚由一系列能夠監測各種生理信號和形狀檢測的皮膚機械感受器組成。
觸摸皮膚可以集成在柔軟的仿生手中，并在處理精細物體時為工業機器人和截肢者提供強大的觸覺反饋，說明其在具有觸覺傳感的下一代人在回路機器人系統中的潛在應用
。
文章“
Cutaneous Ionogel Mechanoreceptors for Soft Machines, Physiological Sensing, and Amputee Prostheses
”發表在
《
Adv
anced
Materials
》
。
【主圖導讀】
圖1，超電容壓力傳感機器人皮膚的設計與原理。
a）軟機器人皮膚系統功能的示意圖。b) 傳統平行板電容傳感器（頂部）和超電容傳感器（底部）的傳感原理。
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