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人造柔性電子皮膚可重建觸覺
美國科學家在最新一期《科學》雜誌上發表研究論文稱﹐他們研製出一種新型人造柔性電子皮膚貼片﹐可以將壓力或熱量傳感器的信號轉換為大腦信號。在對大鼠的測試中﹐將電子皮膚與大鼠的大腦相連後﹐觸摸該皮膚會刺激大鼠踢腿。最新研究有望用來改善皮膚損傷患者的假體。
斯坦福大學研究人員用電子電路﹑壓力和溫度傳感器製造了這種電子皮膚﹐所有電路和傳感器都由薄而有彈性的橡膠材料製成。他們將這些組件整合成一個貼片﹐這一貼片很容易適應不平整的表面﹐如人類手指等。這種電子皮膚的工作原理是模仿生物皮膚。在生物皮膚中﹐神經檢測壓力或溫度﹐然後向大腦發送電信號。
這款電子皮膚工作所需施加的電壓僅為傳統人造皮膚設備所需電壓的1/60﹐這可能意味著它不會那麼熱﹐可更舒適地使用更長時間﹐而任何用作皮膚損傷患者假體的人造皮膚都需要足夠舒適﹐能長時間佩戴。對人類來說﹐皮膚觸感會觸發肌肉的快速運動﹐因此研究人員將新研製出來的電子皮膚與活體大鼠的神經系統相連﹐看看它是否可做類似的事情。該團隊將電子皮膚貼片中的電極連接到大鼠大腦中處理觸摸和溫度的區域﹐然後對其施加壓力。結果表明﹐大鼠大腦通過在運動控制區域的神經元之間發射更多信號來作出反應。當研究人員通過一個可插入的人工突觸裝置將這些信號傳送到大鼠腿上時﹐它開始跳動。
研究人員表示﹐這表明電子皮膚有觸感後會觸發動作﹐但這種電子皮膚要想大面積代替真實的皮膚﹐可能需要更複雜的電路。此外﹐該人造皮膚會將所有感官數據直接傳輸到大腦﹐而人類皮膚並不以這種方式處理感官數據﹐會過濾掉一些信息。
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