当今社会，可穿戴智能设备已经普及开来，信任大家都听说过智能眼镜、智能手表、智能腕带等，不过要说最牛的“可穿戴设备”，应当非“电子皮肤”莫属！电子皮肤（图片来自网络）

电子皮肤是一种能够发生触觉的超薄电子设备。在人们的印象中，硬件通常都是坚硬且有一定形状的，而电子皮肤却是像皮肤一样柔软的硬件，可被加工成各种形状，用途十分广泛。比方，它能依附在设备外表充当外衣（比方机器人外衣），还能够使用在遭受严峻皮肤伤口（比方烧伤或皮肤疾病）的人体修复手术中。这种新型人造皮肤能够感触外界压力、温度等的改动，并经过电路向咱们的大脑发送信号，然后发生近乎实在的触觉。其灵敏度之高，乃至可感知到20毫克蚂蚁的分量！如此高能的科技是怎么做到的呢？

首要，咱们对电子皮肤做个简单的“解剖”，它主要是由三部分元件构成：传感器、信号转化与传输电路、具有特殊蛋白的神经细胞。经过这三类元件，电子皮肤完成了触觉信号的接纳，转化和传递。不要小看这三种元件，每一个都大有来头。电子皮肤感应信号并传导到大脑的示意图

1. 首要是传感器，它是电子皮肤的感触器。感触不同的外部环境所需的传感器也不同，比方压力传感器能够感触压力的改动并转化为电阻，然后完成了由压力信号到电信号的转变。一般压力传感器有电容式和电阻式的方式电容式和电阻式压力传感器原理示意图

电容式传感器（顶部）通常是经过改动两个平行板电极之间的间隔改动电容的巨细，能够有很好的灵敏度和线性度。电容式传感器的电介质能够是固体聚合物，微结构弹性纤维，或是空气介质。电阻传感器则是采用两种机制：内部资料压电电阻（中部）或结构化导体和电极间的接触电阻（底部）。在第一个机制中，施加压力能够改动半导体的能带结构或在聚合物组分中导电填料的散布，导致电阻改动。不过，一般压阻聚合物复合资料表现出大滞后和大干扰，低温度灵敏性和低压力灵敏度。科学家们研讨了依赖于调制的接触电阻的电阻传感器。接触电阻的改动是由在导体和电极之间接触面积改动所引起的，不是天然生成对温度灵敏，因此能够把稠浊温度效应最小化。此外，由于接触电阻是一个外表效应，设备能够十分薄，然后提高灵活性和延展性，削减元素之间的串扰，使得接触电阻式传感器备受偏心。

2. 信号的接纳之后，有一个转化和传输电路。它能够将电阻改动转化成电脉冲信号，随着压力的增加，电脉冲频率也会相应增加。经过脉冲的巨细操控感知区域的感觉和巨细。改动影响的振幅，放大器能够放大传感器阵列记录的信号。额外的电路是为了用来操控影响的波形。数据传输模块在灵活和可伸缩的互联上，能够记录、转化和传输从传感器到神经安排的信号。信号转化和传输电路

3. 最后科学家用纤维耦合激光器或灵活多彩发光二极管阵列（LED）等将电信号转化为光信号，传输到一种特殊的神经细胞上，这种神经细胞内含有一种蛋白-特定的视蛋白(光敏蛋白质)，它能够吸收光信号并转化为神经电信号，在潜在的接口和神经元比方脑皮层感觉神经元引发光影响，然后完成了神经信号的传递。潜在的接口和神经元：a.大脑b.脊髓c.肌肉d.周围神经

潜在的接口和神经元：a.大脑b.脊髓c.肌肉d.周围神经

完成了以上三个步骤，电子皮肤也就完成了“触觉”的传递进程！科学家们还在致力于研讨电子皮肤并给它赋予更多的功用，比方柔韧性、耐用性、跟人体安排的相容性、舒适性等，然后为人类供给更多帮助和天然皮肤的功用延伸。

目前，全球有超过10亿的残疾人，其间6亿是在亚洲，我国的残疾人口达8500万，其间30%是肢体残疾。传统假肢存在巨大的限制性，而“电子皮肤”的呈现将成为医学范畴的一项严重技术革新，为数百万患者带来肢体“再生”的希望。并且，电子皮肤的使用并不限制在假肢，还在其他范畴也有所使用，比方人体健康方面，能够测量血压、心率等。得克萨斯大学奥斯汀分校的研讨人员日前宣告他们已经开发出一种新型“电子皮肤”，这种厚度只有0.3毫米的可穿戴设备能够贴在人的皮肤上，然后对佩戴者的体征数据进行准确检测和记录，一起该设备还将数据上传到至电脑，乃至还能直接向人体输送药物。数据传输模块

数据传输模块

斯坦福大学研讨了根据温度传感器的电子皮肤。当温度发生改动时，这一资料能够发生电流，当外部物体接触皮肤时，这一资料的电阻率将会发生改动。这种电子皮肤能够用来测量体温。贴在手上的电子皮肤

除使用于医学范畴之外，电子皮肤还是一种“智能外表”。从理论上来说，这一技术可被用在人和人机交互的场合。来自美国加利福尼亚大学伯克利分校的Ali Javey团队们在这方面做的很成功。他们的团队开发了电磁耦合的电子皮肤技术，使信号无线传达。想像将你的手臂放在书桌旁的充电板上歇息的时分还能充电。他们在《天然资料》杂志上发表论文宣告研制出一种以塑料为材质的柔性屏，分辨率为16x16像素。当你接触屏幕，电子皮肤就会发光，压力越大亮度就越高。这种资料能够作为交互式壁纸，用于腕表的屏幕，或集成进轿车仪表盘中完成接触操控。接触可发光的电子皮肤

虽然还有很多科学问题要解决，但电子皮肤未来可期。电子皮肤将能够与人类天然皮肤完全兼容，为人类皮肤供给必要呵护；各种伤口能够用电子皮肤修复如初；皮肤的色泽、纹理睬随人的意念改动，让咱们一起等待电子皮肤技术的开展带来的革命性突破吧!