中國科學家打造的“類真人皮膚”_風聞

文/觀察未來科技

伴隨着科技的發展，我們不難發現：機器人越像人類，它的科技含量就越高。這並非人類的自戀，而是生命本就是大自然最複雜最精密的“機器”，能模擬自然界的生物，也象徵着科技的進步。

尤其，伴隨着ChatGPT等AI的風行，人類對機器人的需求也隨之水漲船高。不僅是因為機器人可以完成人類無法完成的任務，還因為機器人可以模擬人類的外表和動作，讓人類更容易接受它們。這當中，科學家在“皮膚”，這個存在於人類體表的附着物上下足了功夫。 

“類人皮膚”讓機器人不再冰冷

一提到機器人，大家首先想到的可能就是它那冰冷的金屬表面。如今，科學家新研發的“類人”離子皮膚，將以超乎想象的能力讓你得到“類真人”的感受。它可以模擬人類皮膚的結構和特性，不僅彈性好，還能受力。

離子皮膚是一種仿生材料，它是由生物相容的聚氨酯材料與離子液體構成的。所謂離子皮膚，顧名思義，便是跟離子有關。我們知道，人體感知系統是靠Na+、K+等離子傳輸信號的。當外界的作用力使表皮細胞內外的離子濃度出現差別時，人就可以感知到它們。離子皮膚同樣通過探測離子的狀態來檢測外界應力，即外力的作用會改變材料中離子的狀態從而引起電信號的變化。

新型離子皮膚的自癒合和靈敏性

日前，中科院寧波材料技術與工程研究所新研發的新型離子皮膚，不僅具有原本離子皮膚能受力、能形變的特點，還超靈敏，甚至還能自我修復。

人工製造的材料，到底是如何做到像人類自己的皮膚一樣能夠自我修復的呢？關鍵就在於材料中引入的動態二硫鍵。動態二硫鍵一直處於斷裂重組的動態平衡，當傷口形成時，由於傷口附近二硫鍵的斷裂重組，使得傷口兩側材料再度鍵合。這樣就能實現“類人皮膚”的自癒合了。

這種新型離子皮膚不僅能自癒合，還超靈敏。它模擬了類似生物觸覺細胞的離子信號傳輸系統，根據力的變化控制離子導體內部的離子分佈，最大限度地提高觸覺感知。而且這種新材料癒合的速度還非常快，快到還給科研人員製造了小小的麻煩。因為這種材料的研發過程，需要在顯微鏡下觀察傷口的自癒合行為；而材料自癒合速度過快的話，會導致科研人員經常性地錯過一些重要的細節，最終不得不進一步改進測試儀器。

離子皮膚的應用場景與前景

當然，離子皮膚的應用場景遠不只於此。因為離子皮膚在機器人領域和可穿戴醫療領域中都具有廣泛的應用價值。在機器人領域，離子皮膚可以使機器人更加智能化，更好地與人類交互；在可穿戴醫療領域，離子皮膚可以用於監測人體健康狀況和治療某些疾病。於此同時，離子皮膚對於力的敏感性也為人機接口器件的發展提供了新的可能性。

**雖然離子皮膚可以模擬人類皮膚的某些特性，但它目前還不能直接應用於替代人類皮膚上。**這是因為目前離子皮膚的材料和製造工藝還不夠成熟，電子信號與人大腦的交互研究也不夠深入，需要進一步研究和改進。但是我們相信在未來的研究中，離子皮膚技術將得到更廣泛的應用和進一步的改進。離子皮膚的研究將會推動人類與機器人之間的交互和合作，也將為人類的健康提供更加智能和有效的保障。