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機(jī)器人我們都已不再陌生。近年來，從特種機(jī)器人到工業(yè)機(jī)器人再到各種服務(wù)機(jī)器人，越來越多機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)并應(yīng)用在我們的生產(chǎn)與生活之中，給人類帶來了諸多便捷。不過，當(dāng)前的機(jī)器人還處于初級階段，距離達(dá)到真人的程度還有不小差距，其中之一的表現(xiàn)，就是機(jī)器人無法像人一樣做到感知。
為解決這一問題，目前各國科學(xué)家都在積極研發(fā)電子皮膚。例如近日，來自德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員就表示開發(fā)出了一款電子皮膚，可以幫助機(jī)器人感受人類的觸覺。據(jù)悉，該電子皮膚由六邊形的傳感模塊組成，每個模塊大約有2歐元硬幣大小，當(dāng)它們連接在一起，就能形成柔軟的人造皮膚。
那么，何謂電子皮膚呢？說到這個話題，就必須得先知道“柔性電子”。眾所周知，傳統(tǒng)電子器件都是塊狀、堅硬的，它們不能彎曲、不能折疊、不具柔性。而柔性電子就是讓傳統(tǒng)電子器件變得像紙或手機(jī)膜一樣輕薄柔軟，同時具備橡皮一般的彈性。在此基礎(chǔ)上，電子皮膚是柔性電子重要的一大應(yīng)用。
電子皮膚，簡單來說就是借助柔性電子技術(shù)制造的像人體皮膚一樣的電子器件。該電子器件需要像人皮膚一樣柔軟，同時具備和人類皮膚一樣的觸覺等感知能力。有時候，甚至功能還要強(qiáng)于人類皮膚，比如能夠擁有人體皮膚所沒有的獲取環(huán)境中各種物理化學(xué)信號的能力；以及實現(xiàn)與環(huán)境或人體的交互。
那么，電子皮膚何以擁有這些功能呢？這主要得益于其中集成的各種傳感器。如果了解人體皮膚，我們知道其之所以擁有觸覺，能反饋環(huán)境中的各種信號，是因為其擁有各種能夠感知的神經(jīng)。參照這一原理，電子皮膚中各種傳感器就相當(dāng)于人體神經(jīng)，由此搭建起的一套機(jī)械化感知系統(tǒng)能幫助傳遞各種信息。
比如通過壓力傳感器，電子皮膚也可以感知物體軟硬程度；借助柔性壓力傳感器，也可以感知物體的形狀……總而言之，通過柔性電子技術(shù)構(gòu)建對硬度、壓力、形狀和材質(zhì)的感知，再與各種傳感器等相集成，我們基本就能構(gòu)建出擁有觸覺的電子皮膚。而這樣的電子皮膚適合的一大應(yīng)用便是在機(jī)器人身上。
因為當(dāng)機(jī)器人擁有觸覺后，就能更全面、精準(zhǔn)地讀取環(huán)境中的壓力信號，從而行動也會更為迅捷、準(zhǔn)確和多樣。對于機(jī)器人來說，具備感知功能的電子皮膚就像給其裝上了一雙慧眼，讓其與人的距離進(jìn)一步拉近。當(dāng)然，除此以外電子皮膚也不失為人類的一大“神器”，能夠有效增強(qiáng)和賦能人體的各個方面。
電子皮膚作用在人身上，不僅能夠彌補(bǔ)部分傷殘人士的感知能力，同時還能強(qiáng)化人體已有的一些功能。對于一些燒傷或截肢的人士來說，電子皮膚無疑能夠幫助他們重獲新生，此外對于一些負(fù)重作業(yè)的人來說，電子皮膚與可穿戴設(shè)備的結(jié)合也能緩解他們不小壓力。基于此，電子皮膚能夠在醫(yī)療、可穿戴等領(lǐng)域發(fā)揮顯著價值。
今年4月份的時候，加州理工學(xué)院的研究人員就創(chuàng)造了一種電子皮膚。這種電子皮膚由一種柔軟、有彈性的橡膠材料制成，可以嵌入監(jiān)測健康信息的傳感器，直接貼在人的真實皮膚上就能記錄包括心率、體溫、血糖等健康指標(biāo)，對于酷愛運(yùn)動人群或老年人來說非常實用。與此同時，去年香港城市大學(xué)也研發(fā)了一款電子皮膚，能夠裝備在可穿戴設(shè)備之上。
除此之外，電子皮膚還能作用于游戲、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域之中，給人們帶來全新的體驗和作業(yè)幫助。因此總的來說，電子皮膚的應(yīng)用范圍很廣，不管是在機(jī)器人還是人體身上，價值都非常顯著。而據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2028年柔性電子市場將達(dá)到3000億美元以上，這表明未來電子皮膚的發(fā)展空間與潛力還很大，我國還需加大重視和布局。
截至目前，國內(nèi)真正涉及該領(lǐng)域的企業(yè)還不是很多，包括丹邦科技、漢威科技、威爾泰、北礦科技等在內(nèi)，基本都是一些大型上市企業(yè)。這一方面與電子皮膚相關(guān)技術(shù)還未成熟、成本盈利等因素有關(guān)，另一方面也是國內(nèi)對此的關(guān)注度還不是很高。基于此，接下來我國政府還需加強(qiáng)該方面的鼓勵、支持和引導(dǎo)，不斷提升我國科技創(chuàng)新與競爭的實力。
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