據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月21日報(bào)道,美國加州大學(xué)伯克利分校工程師用一種柔韌靈活的塑料,首次創(chuàng)造出一種薄薄的電子皮膚,或稱e-皮膚,當(dāng)觸摸它時(shí)能立即發(fā)光,而且壓強(qiáng)越大,它發(fā)出的光越明亮。這一成果有望讓機(jī)器人擁有更加真實(shí)的觸感。相關(guān)論文發(fā)表在7月21日的《自然·材料學(xué)》上。
新型e-皮膚是一種能與用戶互動(dòng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的加州大學(xué)伯克利分校電工與計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授阿里·加維說:“我們不僅制造了設(shè)備,還構(gòu)建了整個(gè)系統(tǒng)。利用這種互動(dòng)式e-皮膚,我們證明了一種能包裹不同物體的簡潔系統(tǒng),可作為一種新型的人—機(jī)交互界面!
加維早期的研究是把半導(dǎo)體納米線晶體管鋪在薄薄的橡膠層上。在以往研究的基礎(chǔ)上,他們先在硅晶片上面用一薄層聚合物塑料進(jìn)行處理,待塑料變硬后,讓其通過半導(dǎo)體工業(yè)制造機(jī)械在上面排布電子元件,堆疊好電子元件以后,只需簡單地從硅晶片上剝掉塑料,只留下獨(dú)立的膜和嵌入其中的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
研究人員演示的e-皮膚實(shí)驗(yàn)樣本為16×16像素,每個(gè)像素中裝有一個(gè)晶體管、一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管和一個(gè)壓力傳感器。
“將傳感器整合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中并不新鮮,但把獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為某種能夠互動(dòng)的形式,這才是突破。”論文第一作者、加維實(shí)驗(yàn)室博士后研究員王川(音譯)說,“而且這種e-皮膚柔韌靈活,與iPhone、計(jì)算機(jī)顯示屏和ATM機(jī)上所用的堅(jiān)硬觸摸屏不同,它能輕松地鋪在任何物體表面。”王川現(xiàn)在是密歇根大學(xué)電學(xué)與計(jì)算機(jī)工程副教授。
加維還指出,這些電子元件都是垂直整合,雖然相當(dāng)復(fù)雜精細(xì),但利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體機(jī)器就能保持整個(gè)工藝密切銜接,這有望讓新技術(shù)輕松實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
在應(yīng)用方面,研究人員認(rèn)為,新型e-皮膚除了能給機(jī)器人帶來更精微的觸覺,還能用于制造像壁紙之類的設(shè)施,兼作觸摸屏顯示器、儀表板壓層材料等,讓駕駛員只需揮揮手就能調(diào)節(jié)控制鍵。王川說:“還可以把e-皮膚設(shè)計(jì)成繃帶,作為健康監(jiān)控器套在手臂上,持續(xù)檢查血壓和脈搏速率!
目前,研究小組正在設(shè)計(jì)能對溫度、光線和壓力起反應(yīng)的e-皮膚傳感器。
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