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可穿戴柔性人造皮肤可用于医疗领域

2019-09-29

  科学家发明了一种柔软的人造皮肤,这种皮肤可以提供人体触觉反馈信号,此外,它具有复杂的自我感应机制,因此能够瞬间适应佩戴者进行运动。这种人造皮肤可用于医疗康复和虚拟现实等领域。就像我们的听觉和视觉一样,我们的触觉在我们感知,以及与周围世界互动中起着重要作用。能够复制我们触觉的777米奇影院(也称为触觉反馈)可以用于医疗康复和虚拟现实等应用的人机界面。

  由杰米·派克(Jamie Paik)领导的可重构机器人实验室和工程学院的斯特凡妮·拉库尔(StéphanieLacour)领导的软生物米奇影院接口实验室的科学家已经合作开发了一种柔软的人造皮肤,该皮肤由硅酮和电极组成。这两个实验室都是NCCR机器人计划的一部分。

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  皮肤的软传感器和执行器系统可以使人造皮肤适应佩戴者手腕的实际形状,并以压力和振动的形式提供触觉反馈。 应变传感器连续测量皮肤的变形,以便可以实时调整触觉反馈,以产生尽可能逼真的触感。 科学家的工作刚刚在软机器人杂质上中发表。

  这是首次开发出一种完全柔软的人造皮肤,其中集成了传感器和致动器。这为我们提供了闭环控制,这意味着我们可以准确而可靠地调节用户感受到的振动刺激。这是可穿戴应用的理想选择,例如在医疗应用中测试患者的本体感觉。

  人造皮肤包含柔软的气动执行器,并包含一个膜层,将空气泵入膜层可以使膜层膨胀, 当膜层迅速膨胀和收缩时,皮肤就会振动。 传感器层位于膜层的顶部,并包含由液-固镓混合物制成的软电极。 这些电极连续测量皮肤的变形,并将数据发送到微控制器,该微控制器使用此反馈来微调传递给穿戴者的感觉,以响应穿戴者的运动和外部因素的变化。

  人造皮肤可以拉伸到其原始长度的四倍,拉伸次数长达一百万次。 这使得它对于许多实际应用特别有吸引力。 目前,科学家已经在用户的手指上对其进行了测试,并且仍在对该777米奇影院进行改进。

  下一步将是开发一种完全可穿戴的原型柔性皮肤,并用于医疗康复和虚拟现实777米奇影院。该原型还将在神经科学研究中进行测试,在研究人员通过磁共振实验研究动态大脑米奇影院的同时,还可用于刺激人体。