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登录日期:2015-12-06 【编辑录入:fengfy】 文章出处:《文汇报》2015年12月6日第7版

能听见声音的人造指纹
作者:小珍 编译  阅读次数:5565

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  人造指纹听起来像是在间谍大片里才会出现的高科技发明,而在今天,它来到了我们的生活中。
  韩国蔚山科学技术大学的工程师们研发了一款人造指纹,它是用电子材料模仿指纹纹路设计出来的。贴在手指上后,能够感觉到压力、温度,甚至还能听到声音。
  虽然这项技术还没有在实验室外进行测试,但专家们相信,这项技术能为现有的仿生肢体添加感觉功能。
  伊利诺伊香槟分校的材料科学家约翰·罗杰看到这个报告后兴奋地说:“这是一个非常有趣的发明,可以作为一种传感器,最终植入进皮肤。”
  电子皮肤的发展已经有很多年了。之前有过一些技术能够模仿皮肤的感觉,还有些传感器可以探测脉搏或者温度这一类的生命特征。但先前的电子皮肤只能有两种感觉:温度和压力,但接触都并不是特别良好。
  因此在新的研究中,韩国的工程师们采用了一种薄而轻便的材质,该材质的表面有均匀凹凸的质感,就像指纹上所有的凹凸一样(如下图所示)。这种材质能让他们创造出一个被称为“微结构铁电”的皮肤,可以看到靠近底部有一个由一排排小圆顶组成的“内环微圆顶阵列”,该阵列是一个高度敏感的结构,皮肤的压力、质感和温度感受器都来源于此。
  其运作原理是这样的:来自外部的压力会将几层材质挤在一起,此时会产生电流,在材料里面循环。然后有电极检测电流的强度,电流越大,压力越大。在《科学进展》中的报告中,研究小组写道:还该指纹能感受到温度。遇到暖的物体,指纹材质会舒张,遇到冷的物体,材质会缩紧。在两种情况下,舒张和缩紧都会产生电流,之后的工作原理就和刚才探测压力的原理一样。
  但最不可思议的是,这项人造指纹还能听到声音。是的,你没有看错,电子皮肤有听力了!
  工程师解释说,声音能引起电子皮肤内一些小的震动,它可以带动微圆顶阵列发出电子信号。
  为了测试电子皮肤接受声音的能力,小组做了一个对比实验,将电子皮肤与智能手机接受声音信号的能力作对比。他们首先在电子皮肤旁边放置了一些扬声器,播放了一连串的字母录音。然后用一个声波探测仪记录电子皮肤所“收听到”的声波频率。对智能手机也是同样的操作。之后,他们将所记录的电子皮肤的声波频率和智能手机上接收到的声波频率与原声的声波频率作对比,发现电子皮肤上收听声音的效果比手机还要好。
  研究人员下一步要研究这些压力、质感、温度和声音信号将怎样安全地传送至大脑。其他一些专家用光遗传学技术将人造皮肤感觉传送至老鼠的大脑内,但韩国的工程师表示,将会尝试其他的技术,为电子皮肤找到一个更好更有效的方法。
  罗杰说:“过去的几年内,有关电子传感器的研究逐渐热门起来,人们不断地改进,希望能更好地贴合人体。这种贴合人类皮肤的传感器无疑是非常好的发明”。

 

 

 

荐稿人:ffy    执行编辑:zjy  2015-12-06    责任编辑:tmy  2015-12-07

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