轉：中國科學院半導體研究所
電子皮膚即新型可穿戴柔性仿生觸覺傳感器，是一種用于實現仿人類觸覺感知功能的人造柔性電子器件。該類器件在消費電子、軍事、醫療健康等領域具有極大的應用潛力。相對于聽覺、視覺而言，觸覺感官的模仿十分困難，因為模擬觸摸感覺需要發展高空間分辨率、高靈敏度、快速響應和大尺寸的壓力傳感器陣列，并且為了模仿自然皮膚的觸覺感知特性，必須發展大面積柔性高像素力傳感器陣列。新型可穿戴柔性仿生觸覺傳感器的出現，為虛擬現實系統提供了一種全新的交互手段，不僅更加符合人類對于細微虛擬現實場景中的操作習慣，同時也更好的適應了人類較為敏感的外部神經，以達到更好的體驗感和交互性，是一種非常接近真實自然的三維交互手段。
最近，中科院半導體所超晶格國家重點實驗室沈國震研究員課題組與中國人民解放軍總醫院姜凱教授合作，成功研制出一種基于石墨烯材料的新型柔性觸覺傳感器，實現了類似人體皮膚功能，可快速感知微小壓力變化，從而構筑了具有高靈敏度和高穩定性的人造仿生電子皮膚。該器件具有極好的傳感特性，其靈敏度能夠達到15.6
kPa-1，響應時間在5 ms,
可循環工作10萬次以上。即使對輕如一根羽毛，一粒大米等物體所帶來的壓力變化也具有很好的響應。這種仿生電子皮膚已經被嘗試應用在醫學領域，實驗室目前將該仿生電子皮膚應用于對脈搏、語音等人體生理信號的實時快速檢測，通過對人體說話時喉部肌肉群運動產生的微弱壓力變化及脈搏波形變化分析，初步實現了語音識別和人體不同生理狀態的準確檢測，有望在語音輔助輸出系統、人體健康評價和疾病前期診斷方面獲得廣泛應用。同時為了進一步模擬人體觸覺感覺，實驗室制備出大尺寸觸覺傳感器陣列，成功模擬出不同物體力的分布。
該項工作為電子皮膚、可穿戴人體健康監測系統提供了一個新的思路。經過進一步的研究和改進，有希望突破傳統柔性多維觸覺陣列傳感器由多個觸覺傳感器單元組成的組合式陣列等結構形式。從而實現柔性多維陣列觸覺傳感器既具有類似于人體皮膚的柔韌性，又具有獲取三維方向力信息的功能。該項工作得到了國家自然科學基金等項目支持。研究成果發表在Nano Energy (DOI:
10.1016/j.nanoen.2016.02.053)期刊上。
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