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比人类指尖触感还敏锐的智能人造皮肤

比人类指尖触感还敏锐的智能人造皮肤

澳大利亚Graz科技大学(TU Graz)研究团队开发高灵敏度混合传感材料,每平方毫米有2,000个传感器,制造出来的智能人造皮肤灵敏度高于人类指尖皮肤,且能像人类皮肤般同时传感湿度、压力、温度,适合假肢与机器人应用,终极目标是能因应环境微调、同时接收多个感觉刺激。

根据Design News报导,人类皮肤厚约0.03~2毫米、感觉分辨率约1平方毫米,而以多传感器混合材料制作的智能人造皮肤,样品厚仅0.006毫米,且即使更薄也能最佳化运作,感觉分辨率比人类皮肤高1,000倍、能传感微生物等微小物体。研究团队计划以扩大多传感器混合材料的温度反应范围、强化人造皮肤弹性等方式,最佳化人造皮肤特性以提升效能表现。

基于高灵敏度混合传感材料的智能人造皮肤,核心为感觉纳米棒(Sensory nanorod),由于采用在生产集成电路等零件的工厂已是成熟完善的气相(Vapor)制程,因此能直接进入大量生产。研究团队认为可能的应用包括制作能独立侦测微生物与回报的感觉层、能提供穿戴者湿度与温度等感觉信息的假肢、能更灵敏感知环境的机器人等。

多传感器混合材料的运作是基于电子信号,由包覆在压电(Piezoelectric)氧化锌壳内的水凝胶型态智能聚合物所组成,当湿度与温度变化时水凝胶会膨胀,并对压电氧化锌产生压力,而压电氧化锌会发出电子信号以因应各种机械压力。

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