開發了一種新的電子皮膚，使機器人也能「感到痛苦」

澳大利亞墨爾本皇家墨爾本理工大學的科學家開發了一種新型的「電子皮膚」，可以使機器人和其他機器對觸摸和接觸更加敏感，更多信息盡在振工鏈。

研究人員說，他們的「疼痛感應」原型模仿了人體近乎即時的反饋反應，並以與神經信號傳播到大腦相同的光速對痛苦的感覺做出反應。

首席研究員Madhu Bhaskaran教授說，電子皮膚原型是邁向下一代生物醫學技術和智慧機器人技術的「重大進步」。

Bhaskaran說：「皮膚是人體最大的感覺器官，其複雜功能旨在在發生任何傷害時發送速射警告信號。

「我們一直在通過皮膚感知事物，但我們的疼痛反應只會在某個特定時刻開始，例如當我們觸摸過熱或過尖的物體時。

「到目前為止，還沒有電子技術能夠現實地模仿這種非常人性的痛苦感覺。當壓力，熱度或冷度達到令人痛苦的閾值時，我們的人造皮膚都會立即做出反應。

「這是未來反饋系統發展的關鍵一步，我們需要交付真正的智能假肢和智慧機器人。」

功能感測原型

除疼痛感測原型外，研究團隊還開發了由可拉伸電子設備製成的設備，該設備可以感知並響應溫度和壓力的變化。

RMIT功能材料和微系統小組的聯合負責人Bhaskaran表示，這三個功能原型旨在以電子形式提供皮膚感應功能的關鍵特徵。

隨著進一步的發展，在傳統方法不可行或行不通的情況下，可拉伸人造皮膚也可能成為非侵入性皮膚移植的未來選擇。

Bhaskaran表示：「我們需要進一步開發，以將該技術集成到生物醫學應用中，但是基本原理（生物相容性，類似皮膚的可拉伸性）已經存在。」

如何製作電子皮膚

這項新的研究成果已發表在Advanced Intelligent Systems上，並已獲得臨時專利，該研究成果結合了該團隊先前率先獲得專利的三種技術：

可伸縮的電子產品：將氧化物材料與生物相容性有機矽相結合，可提供透明，堅不可摧且可穿戴的電子產品，其厚度僅為貼紙。

具有溫度反應性的塗料：自變質塗料，比人的頭髮還要薄1,000倍，這種塗料是基於能響應熱量而轉變的材料。

模仿大腦的記憶：模仿大腦使用長期記憶來回憶和保留先前信息的方式的電子記憶細胞。

壓力傳感器原型結合了可伸縮的電子元件和長期存儲單元，熱傳感器將對溫度有反應性的塗層和存儲器結合在一起，而疼痛傳感器則整合了這三種技術。

博士研究員Md Ataur Ra hman說，當壓力，熱量或疼痛達到設定的閾值時，每個原型中的存儲單元負責觸發響應。

拉赫曼說：「我們本質上是創造了第一批電子體感器-複製人體複雜的神經元，神經通路和受體的複雜系統的關鍵特徵，這些系統推動了我們對感覺刺激的感知。

「雖然一些現有技術已經使用電信號來模擬不同程度的疼痛，但是這些新設備可以對實際的機械壓力，溫度和疼痛做出反應，並提供正確的電子響應。

「這意味著我們的人造皮膚知道用手指輕輕觸摸別針或不小心刺入手指之間的區別-這是電子方式之前從未實現的關鍵區別。」

該研究得到澳大利亞研究委員會的支持，並在RMIT的Micro Nano研究設施中進行，用於微/納米加工和設備原型設計，。