科技讓生活更美好,但有時(shí)候也讓我們感到尷尬,比如你把手機(jī)放在褲袋里,跑步的時(shí)候,總感覺(jué)褲子要掉。后來(lái)有了智能手表,但是我們覺(jué)得這還不夠,如果我們身體的一部分變成電腦,屏幕安裝在手臂,并直接連接到你的大腦如何?
也許有一天,電子皮膚能夠讓這件事成為可能。
科學(xué)家們正在研發(fā)一種柔性的、可彎曲甚至可延展的電子電路,它能夠直接應(yīng)用在人體皮膚上,并且能夠把你的皮膚變成一個(gè)觸摸屏。這種技術(shù)的最簡(jiǎn)單版本是電子紋身,美國(guó)和日本的科學(xué)家們已經(jīng)研究出一種壓力傳感電路,這種電路由預(yù)拉伸纖薄硅帶制作,能夠應(yīng)用在手臂上。
但是,像硅這樣的無(wú)機(jī)材料通常比較僵硬,而人體皮膚則比較柔軟并且具備延展性。所有,將硅材料制作的電子電路應(yīng)用在人體皮膚上并非最佳解決方案。于是,科學(xué)家將目光投向了有機(jī)材料,比如用特殊塑料或者碳類制品,比如石墨烯作為電子皮膚的基礎(chǔ)。
一般說(shuō)來(lái),典型的電子皮膚是由不同的電子元件組成——柔性晶體管、有機(jī)LED、傳感器以及有機(jī)太陽(yáng)能電池,這些部件使用可延展的,柔性導(dǎo)電線纜連接起來(lái),組成了電子皮膚。
據(jù)了解,這些設(shè)備通常是用很纖薄的材料建成,它們被噴灑到一個(gè)柔性基底上,形成一個(gè)較大面積的類似皮膚的電子電路。
過(guò)去幾年,再機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)之下,這項(xiàng)技術(shù)得到了快速發(fā)展,因?yàn)槿藗兿胍o你機(jī)器人提供類人體感知能力。
我們現(xiàn)在已經(jīng)擁有能夠檢測(cè)物體對(duì)象、測(cè)量溫度和感應(yīng)壓力的電子皮膚設(shè)備,能夠讓機(jī)器人更加靈活、安全的進(jìn)行工作如果這些電子皮膚和可穿戴技術(shù)結(jié)合,它能夠保證人體更加安全的進(jìn)行活動(dòng),比如在運(yùn)動(dòng)中監(jiān)測(cè)到一些不安全的動(dòng)作。
此外,這項(xiàng)技術(shù)還給可彎曲屏幕的出現(xiàn)創(chuàng)造了機(jī)會(huì),現(xiàn)在,至少有一家公司正在研發(fā)使用傳感器和投影儀將人體皮膚變成觸摸屏的技術(shù)。
但是,有一天,我們真的會(huì)將這項(xiàng)技術(shù)直接應(yīng)用在身體上嗎,普及度會(huì)達(dá)到什么程度?
問(wèn)題是,當(dāng)前有機(jī)電子元件技術(shù)還不夠成熟可靠,而且性能不足。此外,有機(jī)材料中的原子組織比無(wú)機(jī)材料中的原子組織更加混亂。有機(jī)材料中,電子的速度要比無(wú)機(jī)材料中慢1000倍。
生物兼容性也很重要,如何將電子皮膚集成到人體中,而且保證不對(duì)人體健康安全產(chǎn)生任何影響是目前需要解決的問(wèn)題。
基于碳元素的有機(jī)材料一般來(lái)說(shuō)更具生物兼容性,不會(huì)被人體排斥。但是,碳粒子本身比較容易穿過(guò)細(xì)胞,這會(huì)導(dǎo)致炎癥的發(fā)生,讓人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。
如果這些問(wèn)題得以解決,未來(lái),我們有望看到電子皮膚取代當(dāng)前的可穿戴設(shè)備,比如智能手表或者健身手環(huán)。只是不知道,你是否愿意將永久或半永久的電子皮膚電路植入身體里?