6月5日消息，據(jù)清華大學(xué)官網(wǎng)，清華大學(xué)航天航空學(xué)院、柔性電子技術(shù)實驗室張一慧教授課題組在國際上首次研制出具有仿生三維架構(gòu)的新型電子皮膚系統(tǒng)，可在物理層面實現(xiàn)對壓力、摩擦力和應(yīng)變?nèi)N力學(xué)信號的同步解碼和感知，對壓力位置的感知分辨率約為0.1毫米，接近于真實皮膚。
張一慧教授指出，人類皮膚之所以能敏銳地感知外界力學(xué)信號，是因為其內(nèi)部擁有高密度排列且具備三維空間分布的觸覺感受細(xì)胞。這些細(xì)胞能夠精確地捕捉并傳遞外界刺激信息。
在電子皮膚的研究中，如何同時識別和解碼壓力、摩擦力和應(yīng)變信號，實現(xiàn)精確的觸覺感知，一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。
張一慧教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊首次提出了具有三維架構(gòu)的電子皮膚設(shè)計概念，并成功研制出了仿生三維電子皮膚。這款電子皮膚由“表皮”、“真皮”和“皮下組織”構(gòu)成，各部分的質(zhì)地均與人體皮膚中的對應(yīng)層高度相似。
值得注意的是，這款電子皮膚在微小的尺寸內(nèi)集成了驚人的傳感器數(shù)量。在僅食指指尖大小的區(qū)域內(nèi)，就分布著240個金屬傳感器，每個傳感器的大小僅有兩三百微米，這與人體皮膚中觸覺感受細(xì)胞的分布極為相似。
當(dāng)電子皮膚與外界物體接觸時，其內(nèi)部的傳感器會協(xié)同工作，收集信號。這些信號經(jīng)過一系列傳輸和提取處理后，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，使得電子皮膚能夠精確地感知物體的軟硬程度和形狀。
張一慧教授表示，這款電子皮膚實際上是一種模仿人類皮膚感知功能的新型傳感器。未來，它不僅可以安裝在醫(yī)療機器人的指尖進(jìn)行早期診療，還可以像創(chuàng)口貼一樣直接貼在人的皮膚上，實時監(jiān)測血氧、心率等健康數(shù)據(jù)，為人們的健康保駕護(hù)航。
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