奶爸奶媽們請聽這個福音，科學(xué)家在“換尿布機器人”的研制道路上又跨出一步：人工皮膚能感知干濕了，這可是會換尿布的基本技能哦。
韓國研究人員新近試成的人工皮膚，可謂相當聰明。它像真皮膚那樣有彈性，能感知壓力、溫度和濕度。它甚至內(nèi)置有加熱元件，讓人感覺更像活的組織。研究人員將這種人工皮膚覆蓋在假手上進行了測試，希望有朝一日它能與主人的神經(jīng)互動，將假皮膚感知的各種感覺統(tǒng)統(tǒng)傳遞給主人。
新皮膚的本體由稱為聚二甲基硅氧烷（PDMS）的硅樹脂材料制成，柔軟、透明。它內(nèi)嵌著硅納米帶，當皮膚被擠壓或拉伸時，硅納米帶會發(fā)電，這是所提供觸覺反饋的源頭。這種皮膚也能感受物體的熱冷。
新皮膚的濕度傳感器是由電容組成的。如果電容周圍的聚合物吸收水分，后者會改變聚合物存儲電荷的能力。測量電容存儲量的變化，就能確定環(huán)境的水分含量。
研究人員精心設(shè)計了測試濕度傳感器的方法。他們先將假手通過人工皮膚獲得的濕度讀數(shù)與市售濕度傳感器的測量結(jié)果比對，結(jié)果吻合很好，說明思路正確、協(xié)議正常。為了做得更科學(xué)嚴謹，研究者讓假手接觸各種狀況的尿布。實驗中當假手接觸到濕尿布時，測得的濕度指數(shù)增高（圖中的藍色柱）。假手成功地區(qū)分出干、濕尿布。
研究人員通過改變硅納米帶的形狀，調(diào)整皮膚各處的彈性程度。在皮膚不需要伸展的部位（如指尖），納米帶包得較緊繃，以最大限度地提高感覺靈敏度；而像手腕等需要活動的部位，納米帶比較松弛，可擴展空間最多能達到16%。“這是可拉伸電子很好的示范應(yīng)用。”工程師說。
“假手和疊層電子皮膚能執(zhí)行許多復(fù)雜的動作，比如握手、敲擊鍵盤、抓球、捧杯熱（或冷）飲料、觸摸干濕表面，還有與人接觸。”研制者發(fā)表在《自然通訊》的文章中寫道。
加熱元件的設(shè)置也是個難題，“假肢裝置和人工皮膚要有自然感，它們的溫度分布必須控制得與人體匹配。”
人工皮膚散發(fā)熱量的多少，是由熱敏致動器控制的。研究者設(shè)計了一個方法來測定皮膚是否穩(wěn)定在36.7攝氏度：將假手放到一個塑料娃娃身上，然后測量假手傳遞給娃娃的熱量。結(jié)果表明，假手傳出的熱量與人手相仿。
斯坦福大學(xué)人工皮膚工程師鮑真安并沒有參與這項新研究，但對此興奮不已。她說，先前知道該團隊為人工皮膚研制了溫度、壓力、濕度傳感器，這次將傳感器整合到彈性基板，更是個創(chuàng)新之舉。
團隊還在研究如何更好地將人工皮膚得到的感覺信息傳輸給截肢者的大腦。他們已成功地將皮膚得到的壓力信息傳遞到老鼠的大腦，但論文認為相應(yīng)的方法用于人體還不夠安全。
我們聽到過很多好消息了：能借助思維或肌肉運動控制的假肢；比人的皮膚敏感一千倍的人工皮膚；還有能自愈的人工皮膚。今天看到的則是張弛有度、散熱像人皮膚、能感知干濕的新品。奶爸奶媽們有理由等待夢想的產(chǎn)品：換尿布機器人。
