类似于皮肤的传感器为可穿戴技术带来人性化的感觉

 
多伦多大学工程学院的研究人员已经开发出一种超拉伸，透明和自供电的传感器，可以记录人类皮肤的复杂感觉。
研究人员认为，被称为人造离子皮肤(简称AISkin)的AISkin的创新特性可能会导致可穿戴电子设备，个人保健和机器人技术的未来发展。
“由于它是水凝胶，因此价格低廉且具有生物相容性，您可以将其放在皮肤上而没有任何毒性作用。它还具有很好的粘合性，并且不会脱落，因此这种材料的用途很多，”刘新宇教授说，他的实验室专注于离子皮肤和软机器人的新兴领域。
粘合剂AISkin由两片带相反电荷的可拉伸物质制成，这些物质称为水凝胶。通过覆盖负离子和正离子，研究人员在凝胶表面上创建了所谓的“传感结”。
当AISkin经受应变，湿度或温度变化时，它会在传感结点上产生受控的离子运动，可以将其测量为电信号，例如电压或电流。
“如果您观察人类皮肤，我们如何感测热量或压力，我们的神经细胞就会通过离子传输信息，这与人造皮肤的确没有太大区别，” Liu说。
人体皮肤可以拉伸约50%，但我们的AISkin可以拉伸至其长度的400%而不会破裂。图片来源：Daria Perevezentsev
AISkin还具有独特的韧性和可拉伸性。 “我们的人类皮肤可以拉伸约50%，但我们的AISkin可以拉伸至其长度的400%而不会断裂，”访问博士的Binbin Ying说。麦吉尔大学(McGill University)的候选人，他在刘的实验室领导该项目。研究人员最近在“材料视野”中发表了他们的发现。
Liu补充说，新的AISkin可以为可测量多个身体参数的类似皮肤的Fitbits打开门，或者可以将粘性触摸板粘贴到手的表面上。 “这可能适合想要衡量训练严格程度的运动员，或者它可能是玩游戏时可穿戴的触摸板。”
它还可以测量肌肉康复的进度。刘说：“例如，如果将这种材料放在患者手部康复的手套上，医护人员将能够监测其手指弯曲的动作。”
另一个应用是在软机器人中-完全由聚合物制成的柔性机器人。一个例子是工厂中用于处理诸如灯泡或食物之类的易碎物品的柔软的机械手。
Yingbin Ying演示了如何使用AISkin来测量肌肉康复的进度。信用：应斌斌
研究人员设想将AISkin集成到软机器人上以测量数据，无论是食物温度还是处理易碎物体所需的压力。
在明年，Liu的实验室将专注于进一步增强其AISkin，旨在通过微细加工缩小AISkin传感器的尺寸。他们还将为材料增加生物传感功能，从而使它能够测量汗液等体液中的生物分子。
“如果我们进一步推进这项研究，我们可能会像’智能绷带’一样穿上它，”刘说。 “伤口愈合需要透气性和水分平衡-离子皮肤感觉就像是自然的下一步。”