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女科学家研制人工电子皮肤应用前景广阔

作者:essmw   来源:   时间:2011-03-20 00:40:00

  因在人造皮肤研究中取得突破性进展的华裔女科学家鲍哲楠,近日获得由凤凰卫视联合海内外十余家知名华文媒体和机构共同评选的“影响世界华人大奖”提名。

  一只苍蝇或蝴蝶停在脸上,轻微的触感会让人类马上有所察觉。要想让人造皮肤也拥有这样的灵敏度,这是不是天方夜谭?华裔女科学家鲍哲楠和研究小组用了三年的时间,给了世界一个答案:让人造皮肤也拥有和自然皮肤一样的触觉,这并不是无法攻克的难关。

  鲍哲南今年才四十一岁,但她现已是美国斯坦福大学化学工程系副教授,美国最著名的女化学家之一。在鲍哲楠取得的所有研究成果中,于2010年公开发表的人造皮肤研究,引发了人们广泛的关注。所谓的人造皮肤,是由敏感度极高的电子感器(electronic sensors)所组成,当感应器连成一片时,就形为“皮肤”。这种模拟人类皮肤的柔软塑料电子传感器件—人工电子皮肤,有望在假肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车安全和医疗器械等诸多方面获得广泛应用。最近,鲍哲楠和团队又研制出了最新的可拉伸太阳能电池,为人工电子皮肤增添了自我发电的新功能,使其得到进一步完善。

  迄今为止,鲍哲楠已在《科学》、《自然》和其它专业刊物发表论文200多篇,申请专利60余项(其中获准30多项)。其中,她在有机薄膜晶体管领域发表的文章在1997-2007年共得到2226次引用,在被引用最多的20名作者中排名第4。

  人工电子皮肤应用前景广阔

  美国研究者表示,鲍哲楠研制出的灵敏电子皮肤是机器人科学的一大迈进,同时这对人类皮肤移植术以及假肢感知力的改进也有很大帮助。但也提出,人造皮肤要具备与天然皮肤相同的功能,还有一些重要障碍必须克服。对此,鲍哲楠有信心,“要让研制出的人造皮肤与天然皮肤相近或者完全一样,这是一个非常复杂的过程。人造皮肤不仅需要有感知力,它还需要有电子器件能把接收到的感受传输到大脑,使人或者机器人得到信号,然后再做出反应。我们现在发明的电子皮肤,只是其中一部分,这还需要其他的很多研究相配合。”

  在鲍哲楠看来,人工电子皮肤的应用前景非常广阔。“一开始,我们做这个就是考虑用在机器人身上。现阶段的机器人已经能够感知视觉和听觉,灵敏的电子皮肤让机器人也拥有了触觉,它们可以做一些非常细致的动作,比如扶病人的时候能够掌握力度而不至于弄疼或弄伤他们,清洗精致瓷碗的时候也能够准确拿捏而不至于弄坏或摔碎。但这都只是电子皮肤一方面的应用,在现实生活中,这种触觉的传感器,可适用范围非常广。比如现在的皮肤移植,还有改进没有感知力的假肢,都可以运用这项技术,有了灵敏的‘触觉’,未来的假肢会更像病人本来的肢体。还有一个可能的地方,就是驾驶的方向盘,如果安置了触觉传感器,在驾驶员很累没有扶住方向盘的时候,方向盘可以自动感知驾驶员的非正常行驶,然后发出提醒,这样也能减少交通事故。”

女科学家研制人工电子皮肤应用前景广阔(图1)

(责任编辑:杨娟)


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