电子皮肤的“超能力”

来源 :奇闻怪事 | 被引量 : 0次 | 上传用户:raylet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  相信看过电影《X战警》的人都会为万磁王强大而神奇的能力所折服,他可以控制任何金属,无论他想干什么都完全不需要起身,只要动动手指就行了。
   实际上,随着科技的进步,我们的生活早已变得简单了许多,比如使用带有语音识别功能的电子设备就可以打开灯、打开空调等。在很多情况下,我们和万磁王非常相像。现在,这种相似性将进一步升级,电子皮肤的出现可以让我们动动手指就能控制一些电子设备。
   在过去的几年中,电子皮肤引起了软件和材料工程师的广泛关注。电子皮肤的功能多种多样,它可以像创可贴一样,贴在人体皮肤上,追踪人体的肌肉运动、心率和大脑活动等健康数据;它也可以讓机器人感受到环境的变化,未来甚至可能让机器人拥有触觉。
   接下来,就让我们一起来了解神奇的电子皮肤吧!
   电子皮肤将世界置于掌中
   电子皮肤是一种能够戴在手上的薄膜,或者可以移植到人体上的仿真皮肤。在电子皮肤中安装不同的装置,就可以让它拥有不同的功能。
   2018年,德国亥姆霍兹联合会(科研机构)的研究人员丹尼斯·马卡洛夫和他的同事开发了一种可以在不接触的情况下操纵物体的电子皮肤,它具备定向感知能力(确定物体的位置和远近)。
   这款电子皮肤是手套形状的,在手心的位置是磁场传感器,同时指尖还有微小的磁铁。当人的手做出各种动作时,指尖的磁铁就会改变位置,进一步改变手部附近的磁场,磁场传感器便可以捕捉到手部的细微动作,并将动作指令传输到相应的电子设备上。
   戴着这款电子皮肤的实验人员不需要接触实际的键盘,就可以远程在虚拟键盘上打字。在另外的试验中,研究人员在不接触灯的情况下,动动手指,就成功改变了灯的亮度。
   研究人员说,未来电子皮肤将会给我们的生活带来极大的便利。该设备可能在导航、机器人、再生医学、体育、游戏以及虚拟现实和增强现实交互方面有很大的用途。研究小组还准备将传感器的灵敏度提高两到三个数量级,并根据地球磁场校准该设备。
   获得真实的触觉
   触觉是人类最基本的五感之一,它能够帮助人们感知周围的环境,并且及时规避可能的危险。然而对于一些肢体不健全的人来说,想要正常地通过触觉感受这个世界仿佛成了奢望。不过,电子皮肤的出现给这类人带来了福音。
   目前,即便世界上最逼真、最仿生的假肢,也难以实现触觉的突破。具有触感能力的电子皮肤,却完全能使假肢理解触摸、弯曲或按压等动作,帮助配有假肢的人恢复感觉。
   那么,电子皮肤是如何做到的呢?
   电子皮肤具有触觉的原理大同小异,不同的研究机构稍稍有些差别,这里以美国加州斯坦福大学研究人员开发出的一种高灵敏度的电子皮肤为例,这种电子皮肤甚至能够感受到一只蝴蝶落在手上的轻微压力。
   电子皮肤由三部分元件构成:压力传感器、电路和具有特殊蛋白的神经细胞,通过这三个元件,电子皮肤就能实现触觉信号的接受、转换和传递。压力传感器是皮肤最重要的感受装置,它能够感受到外界压力的变化并将压力转换为电阻。传感器连接着电路,将电阻的变化转换为电脉冲信号。接下来,通过光电装置(比如微型LED灯),电信号又被转换成光信号。含有特殊蛋白的神经细胞再将光信号转换为神经信号,就这样实现了触觉的传递过程。
   能够感知压力的触觉可以帮助人们识别物体的形状和纹理等。如果同时使用可测量压力、温度、湿度和气流的传感器,电子皮肤最终会像真的皮肤一样,甚至让我们更加灵敏地感受世界。
   曾出现在科幻小说中的电子皮肤,现在已经成为了现实中的技术。相信随着研究的深入,电子皮肤能在医疗、增强人体功能等领域大放异彩。
其他文献
有魔力的耳环  在古埃及的图坦卡蒙王朝,国家正面临厄运:年轻的法老王图坦卡蒙在与敌军的对战中受了重伤,伤了左腿。几天后,法老王的腿不仅没有好转,反而越发严重,伤口变黑化脓,王宫的医生们对此束手无策。王后安克姗娜门衣不解带地陪伴在法老王身边。眼看着深爱的丈夫在一次突然的清醒之后虚弱死去,王后陷入了巨大的悲痛之中,眼前一直萦绕不去法老王悲伤不舍的眼神。  处理完法老王的葬礼之后,安克姗娜门开始暗中调查
是否有液态水  人类自诞生之日起,就一直在浩渺的宇宙中搜寻同类。火星一直是生命探测的焦点,因为它和地球有很多相似之处,如都有春夏秋冬四季,一天都大约是24小时,还有稀薄的空气等,这些特性都令科学家们对“她”青睐有加。  火星上干涸的河床以及其他一些证据表明,数十亿年前,火星上曾拥有辽阔的原始海洋,其水量和地球上的北冰洋差不多。但火星在数亿年的时间内失去了大量的水资源,形成了现在这个干燥的红色星球。
最擅搏斗的“沧龙”  同样是200年前,荷兰的采矿工人发现了大型的动物颅骨,曾引起轩然大波。这就是沧龙的头骨化石。  1795年,拿破仑为得到沧龙的颅骨,对荷兰发动了著名的玛斯垂克之战,得胜后,他亲自护送这块化石到巴黎,交给当时顶尖的古生物学家居维叶。巴黎的古生物学家与哲学家展开了一场唇枪舌战,后来被称为“海上争战”。  18世纪人们普遍认为地球不过诞生几千年,生物绝迹的想法根本不存在。根据居维叶
鸟巢是鸟睡觉的地方吗   很多人都认为鸟巢是鸟的家,也是鸟睡觉的地方,实际上却不是这样的。动物学家在观察鸟类生活习性时发现,许多鸟并不在鸟巢中过夜,就连狂风暴雨的时候也不到巢中藏身。例如野鸭和天鹅,夜晚睡觉时,它们总把脖子弯曲着,将脑袋夹在翅膀之间,身体漂浮在水面上;而鹤、鹳、鹭等长脚鸟类,则喜欢站在地上睡觉。既然鸟不在鸟巢中睡觉,那为什么要辛辛苦苦地筑巢呢?原来,鸟巢对大多数鸟类来说是繁殖后代
不过,也有少数动物不按常理出牌,它们“定居”于极地,在寒冷面前应对自如,即使体温跌到了零下,它们连冷颤都不打一个。  科学家知道,如果体温低于0℃,这对于任何动物来说都是一项严峻的挑战,水在零下很容易结冰,然后发生体积膨胀。倘若动物细胞内自由流动的水结冰的话,那么冰晶膨大会撑破细胞,从而导致动物死亡。所以,为了在零度以下生存,耐寒动物必定具备能够减少冰晶伤害的特殊技巧。科学家希望能解开那些耐寒动物
孔雀蜘蛛  孔雀蜘蛛是跳蛛的一种, 它们的体型非常小,大约只有5毫米大小,一般只生长于澳大利亚的新南威尔士州及昆士兰州。体型迷人的雄性孔雀蜘蛛形如其名:身披明艳的监、绿、黄色绒毛。雄性孔雀蜘蛛会向周围的雌性发出一种信号。一旦被雌性感应到,雄性就会使出浑身解数舞动起来,并展示其腹部美丽的色彩。如果雌性孔雀蜘蛛觉得满意,就会同样晃动腹部回应示爱。艾草松鸡  艾草松鸡是北美洲最大的松鸡,它们以复杂的求偶
姑父曾在伦敦生活过一段时间,对那儿的治安情况非常了解。我去英国前,姑父一再提醒我,要注意提防小偷。他说:“一不留神,你口袋里的钱物就会成为小偷的囊中之物。”  伦敦的确很美,静静流淌的泰晤士河、壮观的伦敦塔桥、恢宏的威斯敏斯特宫、华丽的大本钟、庄严的圣彼得大教堂、神奇的格林尼治天文台、风景如画的海德公园……我完全被这儿的异域风情吸引,忘了姑父说过的话。  晚上,我和几个朋友相约去逛街,顺便买些纪念
橡木桶之战  1325年,由于一个微不足道的橡木桶,意大利博洛尼亚和摩德纳这两座城市开始了一场长达十几年的战争。  在中世纪的欧洲,教权与王权之间的博弈正日益白热化,意大利国内也分为了支持罗马教宗的教皇派,以及效忠神圣罗马帝国皇帝的皇帝派。其中,博洛尼亚市支持教皇,而摩德纳市支持皇帝,所以,这两座相距不过44公里的城市,因政见不同,关系一直剑拔弩张。  公元13世纪末,摩德纳市派出了一支7000人
每年的4月1日是西方國家的传统节日愚人节,这一天,人们可以互开玩笑、互相愚弄欺骗来娱乐。但最晚只能开到中午12点,这是约定俗成的严格规矩。而在每年的愚人节,捏造假新闻似乎已成为西方新闻媒体的一种传统,各家媒体在这场年度非正式竞赛中“大显身手”,专整那些容易上当受骗的人。下边,就来看看历史上那些著名的愚人节玩笑,看看你是否会被骗到。  2010年:外星人入侵约旦引发恐慌  外星人来啦!这个看似有些老
神话故事中食人神明的传说  希腊神话中有一些关于食人的传说。  比如统率巨神族提坦的大地之神克洛诺斯,他推翻了自己的父亲天神乌拉诺斯的统治后将其流放。因为担心将来自己的孩子在成年后也会背叛自己,所以每当自己的妻子瑞亚怀孕时他都会守在妻子身边,每个孩子刚一出生就会立刻被他吃掉。瑞亚虽然不敢忤逆自己的丈夫,但是在她生下最后一个孩子时,她用布裹住一块石头谎称这是新生的婴儿,克洛诺斯将石头一口吞下肚里。瑞