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在好莱坞科幻大片里面，我们总能看到极其逼真的人形机器人。他们不仅行为模式像人，还拥有跟人类相似的形体与皮肤。

不知道你有没有这样的感觉：电影中的机器人的行为模式以及外观越像人类，科技含量也就越高。这是为什么呢？因为生命是大自然最复杂最精密的“机器”，仅仅人类的皮肤就具有多种特性，例如自愈合性、机械刺激响应、弹性好等等，能够模拟人类也是科技进步的象征。

1、机器人的“皮肤”也可以跟人类皮肤一样具有触觉吗？

触觉细胞的响应原理早已引起了研究者的关注，国内外科学家此前曾开发出若干种基于此原理具有离子传输机制的离子皮肤。但是由于持续磨损或者机械损伤，导致此类“皮肤”性能逐渐下降。我们是否可以赋予离子皮肤自我修复性能，让它像真正的皮肤一样，既可以感受外界应力又可以自愈合呢？

近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队与韩国汉阳大学以及韩国忠南大学的科研团队共同合作，开发出一种“超灵敏且可自我修复的离子皮肤”。

这项研究成果模拟了类似生物触觉细胞的离子信号传输系统，根据力的变化控制离子导体内部的离子分布，最大限度地提高触觉感知。联合团队根据触觉细胞的机械刺激响应原理，模拟真实人体皮肤的自愈功能和生物离子信号传递机制，设计合成了一种含有动态二硫键功能基团和氯取代基的新型热塑性聚氨酯材料。动态二硫键具有键交换作用，材料出现破损时，键交换作用会拉近分子链的距离并让其重新堆叠在一起，宏观上也就表现出自愈合现象。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队根据触觉细胞的机械刺激响应原理，模拟真实人体皮肤的自愈功能和生物离子信号传递机制，设计合成了一种含有动态二硫键功能基团和氯取代基的新型热塑性聚氨酯材料。是基于这种聚氨酯制备的离子皮肤示意图。聚氨酯中含有的动态二硫键一直在进行可逆的动态键合，无需额外的能量即可使伤口在室温下也能快速自主自愈。在光学显微镜下对离子皮肤伤口进行观察，无论是从正面还是从侧面看，离子皮肤在受伤一小时后，伤口近乎完全愈合。其触觉反馈也可以随着伤口的愈合而恢复至最初的状态。

电子皮肤是未来电子工业发展不可避免的趋势”，这项技术未来有望成为世界各国抢占的科技制造点。

2、近似人类“触觉”的机器人，已经不远了

一直以来，科学家们在努力将自身具备的全部感官“复制”到机器人身上，但机器仍缺乏一些极其关键的能力，其中就包括人类精密而完善的触觉。

目前，即使世界上最逼真、最仿生的义肢，也难以实现触觉的突破。而具有触感能力的电子皮肤，却完全能使假肢理解触摸、弯曲或按压等动作，帮助配有假肢的人恢复感觉。

在机器人研发上，电子皮肤可以帮助机器人敏感获知环境信息。近年，鲍哲南团队研发出具有触觉传感器的手套，机械手臂在戴上手套后能够具备和人类皮肤类似的触觉。

如今的传感器不仅可以感知传统意义上的力学信号，“近几年，传感器又增加了对电学信号和化学信号的感知，从大脑、肌肉传出来的细微电信号和化学信号均可被测量，这意味着电子皮肤具备了更多功能。”鲍教授曾透露，目前其正在进行新材料的理论和实验研究，未来手机屏幕、医疗仪器都可以像皮肤一样贴在身上。

可以预见，随着科研的发展，未来慢性病群体将不再需要佩戴大型电子监视设备，轻薄、智能的电子皮肤将可以嵌入人体，成为人体健康的指示标。据了解，目前柔性触摸屏已实现产业化，并成功应用于世界首批可弯曲智能手表和可折叠智能手机中。

去年，沙特国王阿卜杜拉科技大学研制出目前最强的人造皮肤，这款灵敏度较高的人造皮肤可以感知8英寸外的物体，并在不到十分之一秒的时间内对刺激做出反应。其还可以自我修复达5000次，并且在四分之一秒内恢复。

这项发明不仅可以用于假肢、病患检测等医疗用途，还可以应用于多款产品，包括测量家具、飞机和建筑物结构健康状况的传感器带。“我们设想这项技术应用在生物学以外的未来。”该研究小组称。

3、如何不断提高人工电子感官技术，是各国科学家研究的方向。

去年9月，来自澳大利亚的研究人员成功开发出一种人造皮肤，能像真实皮肤一样对疼痛刺激做出反应，以前所未有的细节复制痛苦刺激的反馈回路，并且能够区分疼痛的严重程度，这意味着离造出能感知疼痛的智能机器人已经不远了。

在人工电子感官技术领域中，大家熟知的电子眼、电子鼻、电子舌等电子感官设备，早已广泛应用于交通、安防等领域。

例如电子鼻能够在若干种混合气体复杂的环境中快速、准确地识别出各种气体的浓度，并作出定量分析，客观评价食品风味。电子舌能灵敏地将人类感官很难区分的样品进行鉴别，判定滋味，如茶叶、酒类区分，肉制品鉴定，奶制品和调味品的工艺考察等。

显然，人工电子感官技术作为传感器研究的一个重要领域，应用范围大且前景广阔。这也为相关领域的公司带来更多机遇，目前国内已有汉威科技、北矿科技等上市公司进行相关领域的布局，随着市场需求的不断增加，人工电子感官行业的创业投资前景呈现利好。

虽然人工电子感官技术快速发展，但作为一种新兴技术，还存在着灵敏度不高、数据分析不够精准等诸多挑战。

从工艺的角度来说，还需要进一步实现更复杂、更大型的集成电路方式；从应用角度来说，还需要找到应用的路线图。路线图必须先从简单的应用出发，或者用新发明的材料和器件实现已有的应用，再慢慢延伸到越来越复杂的系统性的应用。

随着电子皮肤等人工电子感官技术的发展，未来势必面临巨大的市场需求，要想让科技实现更多可能，则需要学术界及相关领域的通力合作。

来源：中科院之声，科技日报，创业邦

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