在医疗领域,触觉传感器的研究一直备受关注。近年来,韩国首尔大学的研究人员从自然界中获取灵感,成功研发出一种灵敏度极高的电子传感器,其灵敏度甚至可以媲美人皮肤。
这种新型电子传感器灵感来源于甲虫的翅膀。甲虫休息时,其翅膀上的毛发会通过静电吸引力相互锁定。研究人员借鉴这一原理,利用交织在一起的纳米级“毛发”制成了该电子传感器。
这些“毛发”实际上是直径100纳米、长1微米的聚合物纤维,表面覆盖导电金属涂层。将聚合物纤维层夹在一起,纳米“毛发”会互相吸引并锁定。通过按压、揉搓或刷拭传感器,“毛发”的位置发生改变,传感器的电阻也随之变化。这种传感器甚至可以探测到5帕斯卡的压力,这是比最轻的触摸还要柔和的力度。
通过分析电阻如何响应机械应力,研究人员可以区分三种不同类型的机械应力:来自上方的压力、沿表面摩擦滑动的剪力和扭转产生的扭力。人体皮肤能够区分这些力,而大多数人造传感器却无法做到。这种新型传感器的出现,为医疗领域带来了新的可能性。
例如,这种传感器可以用于监测患者的脉搏、呼吸等生命体征,甚至可以开发出更智能的医疗器械。此外,这种传感器还可以应用于机器人技术,使机器人具备更灵敏的触觉感知能力。
美国斯坦福大学材料科学家鲍哲南认为,这种新型传感器的创意独特,但仍需改进其电子读数判断力的性质的方法。美国加州WillowGarage机器人技术公司的马泰·奇奥卡利表示,这种微妙的触觉输入对于设计可与人互动的机器人来说将非常有用。
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