最新的電子皮膚，和真皮一樣能感知疼痛

2020-09-09 GET資訊

由澳洲墨爾本皇家理工大學所研發的電子皮膚，使用電路重現了人類皮膚感受疼痛的方式。 這個設備與真實的皮膚一樣可以立即做出反饋，並且可以利用與神經信號傳送到大腦一樣快的速度對疼痛知覺作出反應。

主要研究人員瑪都·巴斯卡蘭教授表示，這個能感受到疼痛的電子皮膚是往下一代生醫科技與智慧機器人的重要一大步。「皮膚是我們身體最大的知覺器官，具有複雜的特徵，而當疼痛產生時，這些特徵會用來持續傳輸訊號。」

我們隨時都能通過我們的皮膚來感受事物，但是疼痛反應只會在特殊情況下產生，例如碰到過熱或過於尖銳的物體時。 然而，之前還沒有一種技術能夠真實地模仿人類感受痛覺的方式。 全新的人造皮膚能夠在壓力、熱或冷達到某個令人痛苦的閾值時立即反應。 打造真正聰明的義肢以及智能型機器人就需要複雜的反饋系統，這個技術對於研究反饋系統非常的重要。

除了感受疼痛的原型之外，研究團隊也研發了使用彈性電路的設備，這些彈性電路可以感受並對溫度及壓力上的變化做出回應。

隨著進一步的發展，在未來，當傳統的皮膚移植手術遇到困難時，人造電子皮膚也可以發揮替代作用。 巴斯卡蘭教授表示：「我們需要進一步的研發來將此項技術整合入生物醫學中，而且包括生物兼容性、皮膚般的伸展性等基礎問題目前都可以解決。 」

具體的實現方案包括：

① 彈性電路：將氧化物與具有生物兼容性的矽結合，來製造透明、不易破裂且耐磨耗，如貼紙般薄的電路。

② 溫度反應性塗層：根據一種能夠伴隨熱而轉變的材料而形成的自我修改塗層，比起人類的頭髮還要薄 1000 倍。

③ 模仿大腦的內存：能夠模仿大腦使用長期記憶以恢復和維持先前記憶的方式的電子記憶單元。

其中，壓力感測原型結合了彈性電路及長期記憶單元，熱傳測原型結合了溫度反應性塗層及存儲器，而疼痛感測原型則是整合了這三項技術。

博士研究員麥德·阿塔爾·萊曼表示，當壓力、熱或者疼痛到達一個設定的閾值時，每個原型中的記憶單元都會負責觸發一個反應。 他說到：「我們實質上創造了第一個電子體感器，複製了人體用來察覺感官刺激的複雜神經系統、神經路線及受器的主要特徵。 某些現存技術雖然使用電子訊號來模仿不同等級的疼痛，但我們的新設備可以對真實的壓力、溫度及疼痛做出反應，並傳遞正確的電子回應。 也就是說，我們的人造皮膚知道手指輕輕地碰到一個針跟意外地被扎到間的差異，這是過去從來沒有電子式地達成的重要差別。」

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