电子皮肤的“超能力”
时间：2020-10-05 06:38:17 来源：达达文档网 本文已影响 人 
林适雨
相信看过电影《X战警》的人都会为万磁王强大而神奇的能力所折服，他可以控制任何金属，无论他想干什么都完全不需要起身，只要动动手指就行了。
实际上，随着科技的进步，我们的生活早已变得简单了许多，比如使用带有语音识别功能的电子设备就可以打开灯、打开空调等。在很多情况下，我们和万磁王非常相像。现在，这种相似性将进一步升级，电子皮肤的出现可以让我们动动手指就能控制一些电子设备。
在过去的几年中，电子皮肤引起了软件和材料工程师的广泛关注。电子皮肤的功能多种多样，它可以像创可贴一样，贴在人体皮肤上，追踪人体的肌肉运动、心率和大脑活动等健康数据;它也可以让机器人感受到环境的变化，未来甚至可能让机器人拥有触觉。
接下来，就让我们一起来了解神奇的电子皮肤吧！
电子皮肤将世界置于掌中
电子皮肤是一种能够戴在手上的薄膜，或者可以移植到人体上的仿真皮肤。在电子皮肤中安装不同的装置，就可以让它拥有不同的功能。
2018年，德国亥姆霍兹联合会（科研机构）的研究人员丹尼斯·马卡洛夫和他的同事开发了一种可以在不接触的情况下操纵物体的电子皮肤，它具备定向感知能力（确定物体的位置和远近）。
这款电子皮肤是手套形状的，在手心的位置是磁场传感器，同时指尖还有微小的磁铁。当人的手做出各种动作时，指尖的磁铁就会改变位置，进一步改变手部附近的磁场，磁场传感器便可以捕捉到手部的细微动作，并将动作指令传输到相应的电子设备上。
戴着这款电子皮肤的实验人员不需要接触实际的键盘，就可以远程在虚拟键盘上打字。在另外的试验中，研究人员在不接触灯的情况下，动动手指，就成功改变了灯的亮度。
研究人员说，未来电子皮肤将会给我们的生活带来极大的便利。该设备可能在导航、机器人、再生医学、体育、游戏以及虚拟现实和增强现实交互方面有很大的用途。研究小组还准备将传感器的灵敏度提高两到三个数量级，并根据地球磁场校准该设备。
获得真实的触觉
触觉是人类最基本的五感之一，它能够帮助人们感知周围的环境，并且及时规避可能的危险。然而对于一些肢体不健全的人来说，想要正常地通过触觉感受这个世界仿佛成了奢望。不过，电子皮肤的出现给这类人带来了福音。
目前，即便世界上最逼真、最仿生的假肢，也難以实现触觉的突破。具有触感能力的电子皮肤，却完全能使假肢理解触摸、弯曲或按压等动作，帮助配有假肢的人恢复感觉。
那么，电子皮肤是如何做到的呢？
电子皮肤具有触觉的原理大同小异，不同的研究机构稍稍有些差别，这里以美国加州斯坦福大学研究人员开发出的一种高灵敏度的电子皮肤为例，这种电子皮肤甚至能够感受到一只蝴蝶落在手上的轻微压力。
电子皮肤由三部分元件构成：压力传感器、电路和具有特殊蛋白的神经细胞，通过这三个元件，电子皮肤就能实现触觉信号的接受、转换和传递。压力传感器是皮肤最重要的感受装置，它能够感受到外界压力的变化并将压力转换为电阻。传感器连接着电路，将电阻的变化转换为电脉冲信号。接下来，通过光电装置（比如微型LED灯），电信号又被转换成光信号。含有特殊蛋白的神经细胞再将光信号转换为神经信号，就这样实现了触觉的传递过程。
能够感知压力的触觉可以帮助人们识别物体的形状和纹理等。如果同时使用可测量压力、温度、湿度和气流的传感器，电子皮肤最终会像真的皮肤一样，甚至让我们更加灵敏地感受世界。
曾出现在科幻小说中的电子皮肤，现在已经成为了现实中的技术。相信随着研究的深入，电子皮肤能在医疗、增强人体功能等领域大放异彩。
