类皮肤传感器给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开发了一种超级拉伸、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，AISkin的创新特性，称为人工离子皮肤(简称AISkin)，可能会导致可穿戴电子设备、个人医疗保健和机器人技术的未来发展。

“因为它是水凝胶，所以便宜且生物相容——你可以把它放在皮肤上而没有任何毒性作用。它的附着力也很好，不会脱落，所以这种材料有很多用途。”刘新宇教授，他的实验室专注于离子皮肤和软机器人这两个新兴领域。

粘合剂AISkin由两种带相反电荷的可拉伸材料制成，这两种材料被称为水凝胶。通过覆盖负离子和正离子，研究人员在凝胶表面创造了所谓的“传感结”。

当AISkin受到应变、湿度或温度变化时，它会在传感节点产生受控的离子运动，这种运动可以被测量为电信号，如电压或电流。

刘说：“如果我们观察人类皮肤以及我们如何感知热量或压力，我们的神经细胞将通过离子传递信息，这与人造皮肤没有太大区别。”

AISkin还具有独特的韧性和拉伸性。麦吉尔大学的客座博士候选人Binbin Ying说：“我们的皮肤可以拉伸大约50%，而我们的AISkin可以拉伸到其长度的400%而不会断裂。”研究人员最近在《物质视觉》杂志上发表了他们的发现。

刘补充说，新的AISkin可以为类似皮肤的Fitbits打开大门，这些Fitbits可以测量多个身体参数，或者可以在手部表面粘贴一个粘性触摸板。“这可能适合想要衡量训练严格程度的运动员，也可能是玩游戏时的可穿戴触摸板。”

还可以衡量肌肉康复的进度。刘说，“举例来说，如果将这种材料戴在患者手部康复的手套上，医护人员就能监测到他们手指弯曲的动作。"

另一个应用是软机器人——完全由聚合物制成的柔性机器人。一个例子是在工厂里用来处理易碎物品如灯泡或食物的软机器人。

研究人员设想将AISkin集成到软机器人中，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。

在接下来的一年里，刘的实验室将致力于进一步增强其AISkin，旨在通过微加工减小AISkin传感器的尺寸。他们还将为这种材料添加生物传感功能，这样它就可以测量体液(如汗液)中的生物分子。

“如果我们进一步推进这项研究，我们可能会像佩戴‘智能绷带’一样佩戴它，”刘说。"伤口愈合需要透气性和水分平衡——离子皮肤感觉像是自然的下一步."

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