南科大材料科学取工程系传授郭传飞努力电子皮

　　触觉，是人类所具有的一项主要感触感染。会感遭到粗拙、坚硬；抚摸丝绸，会感遭到丝滑、柔嫩；潜入海洋，身体味感遭到海水的风凉；置身雨林，又能体味到热带的潮湿取炎热……我们对世界的，很大一部门来历于触觉，而实现触觉的主要前言，即是人体最大的器官——皮肤。但现在，皮肤已不再是生命体的专属。正在南方科技大学材料科学取工程系传授郭传飞所率领的团队的勤奋下，机械人也具有了“电子皮肤”，可以或许通过对压力的，实现很多以前的无法实现的操做。方才过去的10月里，2023年度广东省科学手艺成果揭晓，由郭传飞率领的“高机能电子皮肤及其取人体的融合研究”项目获得了天然科学一等的荣誉，而这曾经不是“电子皮肤”第一次正在学界崭露头角。七年前，郭传飞起头了对电子皮肤的研究，现在已连续正在Nature Materials、Science Advances、Nature Communications等学术期刊上颁发论文160多篇，申请发现专利50余件。将来，他将继续深化对电子皮肤各项机能的研究，拓展其使用，用柔嫩的材料，做“过硬”的手艺。“所谓电子皮肤，其实是一类柔性，具有雷同人体皮肤一样柔性、轻薄的形态，可以或许和四周进行交互。”郭传飞引见。走进郭传飞团队位于南方科技大学的尝试室，一进门的桌子上就放置着一系列大小分歧、形态万千的“电子皮肤”成品。黄铜色的件或是陈列成矩形，或是模仿人体神经的纹，慎密贴合正在机械臂、工致手之上，好像机械人外显的骨骼。郭传飞传授团队所研发的，就是构成这些阵列的传感器件。据引见，团队所研发的柔性传感器以离子凝胶为原料，通过电容的变化来感触感染的力、声音、温度等参量的改变，比拟其他传感器，具有高精度、大量程的显著劣势。高精度，即传感器可以或许对不同甚微的材质进行快速、精确的识别；大量程，则是传感器正在丈量范畴方面的特点，既能干“粗活”，又能干“细活”，便成绩了电子皮肤的“高机能”。“对于保守的丈量东西，要么量程大，但数据不精准；要么数据精准但量程很小，能做到两者兼具的很少，我们的传感器算是此中一个。”说起自家团队的劣势，郭传飞不由透显露些许骄傲。具有了触觉，机械人、机械臂或工致手等一系列从动化安拆便能变得愈加活络。尝试室里，郭传飞用一个木球正在电子皮肤上滚动，电子屏幕上便即刻显示出响应的压力示企图。“当工致手具有对压力的，便能够完成抓取鸡蛋等易碎物品的高难度动做，或分辩分歧的布料，机械人因而愈加智能。”一位学生正在一旁注释。除了让机械人具有触觉，郭传飞另一个主要的研究标的目的为“人体柔性电子”手艺，即电子皮肤取人体的融合。“这是一项充满挑和的手艺。”郭传飞暗示，“传感器所用的材料无论正在力学、电学仍是生物学的机能上，取人体都有很大不同。”如斯一来，团队便需要通过对材料各方面机能的调控，实现两者的融合。电子皮肤一旦取人体融合，便能够借帮科技手段让得到触觉的人恢复触觉，以至超越触觉的范围，检测血压、PH值等变量，做为一种用于健康检测的医疗器械而存正在——这不免让人联想到假肢的使用，本人目前的研究标的目的恰是缘起于对“假肢触觉”的研究。目前，残障人士能够通过肌电信号来实现对假肢的节制，但假肢却不具备触觉的传感功能。郭传飞向记者透露，目前团队正正在研究的，就是若何让假肢正在具有触觉的同时，将交互发生的信号传输给大脑。假肢便可以或许为利用者供给更实正在的利用感触感染。为实现从“具有触觉”到“触觉”的手艺逾越，AI是此中必不成少的一步。郭传飞暗示，对于柔性传感器，AI一方面承担着雷同大脑的认知功能， “设想电子皮肤，此中很主要的一个方面就是设想它的材料和布局，”郭传飞说，“以前我们凡是采用试错的方式来做，这可能会破费一年或者更长的时间，最初的成果还不必然是最抱负的。可是用AI的话，我们可能正在几分钟或几小时之内就获得1000个成果，大大提拔了设想效率。”目前，郭传飞的团队曾经普遍利用自研AI模子进行传感器的设想，并于美国科学院院刊发布了相关论文。片子《阿凡达》中，配角杰克通过脑电波节制阿凡达的身体，当阿凡达正在潘多拉星球上奔驰、触摸树木、感触感染水流等时，杰克便能同步感遭到这些触觉体验。这类呈现正在科幻片子中的场景，跟着柔性电子传感器手艺的成长，大概可以或许成为现实。郭传飞暗示，对电子皮肤的研究，次要具有三类前景：一是人形机械人的触觉使用，二是可植入或表皮可贴附的健康医疗设备研发，三就是元的触觉虚拟现实手艺。“现实上，我们正在客岁曾经成立了一家公司，叫做赛感科技（深圳）无限公司，次要处置的就是柔性传感器和电子皮肤的设想取制制办事，以及供给相关处理方案。”郭传飞向记者引见。目前，赛感科技曾经完成了轮融资，并积极鞭策电子皮肤取柔性传感器的财产化。正在郭传飞看来，可以或许社会的手艺才是好手艺，科学研究最终也要落实到现实使用中。鉴于柔性传感器分歧于采用MEMS（微机电系统）手艺的保守传感器，正在材料和制制工艺上都有着更低的成本，因而柔性传感器也具备了更大的市场化劣势。目前，赛感科技曾经推出了多个单点传感器取阵传记感器产物，公司的运营也正在稳步推进。