一只機械手為人造皮膚建模。圖片來源：Benjamin C.K. Tee

　　一種能感知溫度和壓力的人造皮膚發(fā)送信號的速度比人類神經(jīng)系統(tǒng)快1000倍。或許有一天，這種皮膚可以覆蓋假肢，從而幫助人體更好地利用后者，或者用于機器人，以輔助它們感知周圍環(huán)境。相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學(xué)—機器人學(xué)》。

　　新加坡國立大學(xué)的Benjamin Tee和同事發(fā)明了這種人造皮膚。它由物理傳感器組成，可檢測壓力、彎曲和溫度。這種皮膚由橡膠和塑料復(fù)合材料制成，包括1毫米見方的傳感器。

　　當(dāng)皮膚擠壓某物時，上面的傳感器將電脈沖傳回一個接收器。每個傳感器都有一個獨特的脈沖使其可被識別，這意味著多個信號可通過一個接收器組合起來，加快傳輸速度。

　　所有傳感器都用一根電線連接在一起，表明來自整個皮膚的測量數(shù)據(jù)可同時到達。“相比之下，大多數(shù)電子系統(tǒng)是同步的，這意味著它們需要一個一個及時掃描每個傳感器。”Tee介紹說，“逐一掃描每個傳感器需要時間。如果你有1000個傳感器，每個需要1毫秒的掃描時間，那么整個掃描操作需要整整1秒。”

　　人體皮膚傳感器發(fā)送信號的最大頻率小于1千赫茲（kHz），即每秒1000次。相比之下，Tee的傳感器以9兆赫茲（Mhz）或每秒900萬次的速度發(fā)回信號。

　　“例如，當(dāng)我們觸摸一杯咖啡時，皮膚會立即向肌肉和大腦發(fā)送電信號，進行處理。”Tee 介紹說，“信息是通過神經(jīng)傳遞的，我們有很多神經(jīng)。事實上，每個人體內(nèi)都有超過15萬公里的神經(jīng)。”

　　Tee團隊設(shè)計了不同類型的傳感器，從而更好地反映人類觸覺。一種對快速動態(tài)變化作出反應(yīng)，另一種對靜態(tài)力作出反應(yīng)，同時產(chǎn)生的信號頻率隨著施加在物體上的力的增加而增加，第三種則感知溫度。

　　隨后，Tee和同事將人造皮膚放在一只握著一杯熱咖啡的假手上，發(fā)現(xiàn)這3種感覺都被記錄下來。

　　“這有潛力大大簡化，使機器人可能擁有像人類一樣的全身皮膚。”Tee表示。這項技術(shù)的另一種應(yīng)用可能是用于先進的假肢，使個人恢復(fù)知覺。