最新研究的带头人、意大利科学家Anna Coclet带领奥地利格拉茨理工大学固体物理研究所团队研发出这种智能皮肤,每平方毫米有2000个独立传感器,比人类指尖还要灵敏。每个传感器内部都是水凝胶形式的智能聚合物,外壳是压电氧化锌。
“当湿度和温度变化时,水凝胶会吸收水分并膨胀,”科克莱特解释道。 “在此过程中,水凝胶对压电氧化锌施加压力,压电氧化锌会通过电信号响应该压力和压电氧化锌。所有其他机械应力。这种超薄材料可以同时响应力、湿度和温度,这种具有多传感器特性的材料具有极高的空间分辨率并发出相应的电子信号,这是智能人造材料技术领域的第一步。”
据悉,首批人造皮肤样品的厚度为6微米,而人体表皮的厚度为0.03-2毫米。人造皮肤还可以做得更薄。此外,人类皮肤可以感知1平方毫米左右大小的物体,人造智能皮肤的灵敏度是人类皮肤的1000倍,可以检测微生物等更小的物体。
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研究人员表示,他们首次结合三种物理和化学方法开发了这种智能皮肤:水凝胶材料的化学气相沉积、氧化锌的原子层沉积和聚合物模板的纳米印刷光刻。智能皮肤有望应用于多个领域。比如在医疗领域,可以独立检测微生物并给出相关报告。它还可以用于能够感知温度或湿度的人体假肢,以及能够更灵敏地感知环境的机器人。
智能皮肤的核心组件是使用现已成熟的基于蒸汽的制造工艺生产的,使智能皮肤易于扩展。研究团队目前正在优化蒙皮的性能,希望扩大材料反应的温度范围并提高其柔韧性。
【主编圈子】
人类对机器人的期望不仅限于让它们说话和移动。这只是“本地”情报。如果它们能像人类一样嗅觉、触觉、感觉,甚至思考,那就离真正的智能更近了一步,也更符合我们对智能的理解。这项研究开发的智能皮肤是让机器人变得更加智能的方法之一。值得一提的是,这种智能皮肤比人类皮肤更灵敏、更强大,充分发挥了智能传感的巨大优势。