Science Advances刊登易於製造的柔性電子貼片，允許與機器人雙向通信

導讀

休斯敦大學的工程師開發了一種易於製造的柔性電子貼片，當貼在人體上時，可以將人的動作和其他命令引導給機器人，並從機器人接收溫度反饋。

作者：風雨撫蕖

編輯：Monday

與馬克斯還未弄清人腦機制，就準備打開你的腦子相比，來自休斯敦大學的工程師更希望使用一款多功能HMI設備——可穿戴式貼片，讓人類和機器的融合變得更加容易。

這項研究成果發表在了不久前的Science Advances雜誌上。

這款可穿戴式貼片的厚度僅僅只有不到4微米，整個結構只使用了一種材料，但卻包含了晶體管，RRAM存儲單元，應變感測器，紫外光檢測器，溫度感測器和加熱器。

這究竟是什麼樣的神奇貼片？

一貼控制機械臂，兩貼機器熱反饋

參與本項研究的志願者在手背貼上了可穿戴式貼片，通過對人手部動作的捕捉將肌肉信號直接用於引導機器人。

為了更好地控制機器人的動作，機器人同樣可以來上這麼「一貼」。

這樣就可以通過貼片的集成加熱器電路，從機器人手向人手提供溫度反饋來關閉人機控制迴路。

可以看到，兩手相握時白框區域溫度明顯上升，鬆開後溫度很快回到了體溫。

通過這樣的機制，貼片實現了機器和人的雙向通信。

這與腦機介面相比，雖然不能直接通過意識控制機器人，但至少不用面臨巨大的未知風險。

看似泡麵，內藏玄機

乍一看，這4微米厚的貼片沒什麼特別的，甚至不免令人想起了肥宅必備的泡麵，但是這小小的身軀下卻暗藏玄機。

放大來看我們才發現，其實每根麵條的形態是不一樣的，每一個不同的形態實際上就對應一種元器件。

從左到右依次是，RRAM，FET，UV感測器，溫度感測器和應變感測器。

這些器件都是研究人員使用光刻法圖案化的結構，由50納米厚的金導體，氧化銦鋅（IZO）半導體，聚醯亞胺封裝和（用於晶體管）常見的介電環氧樹脂SU-8組成。

導體的泡麵狀允許器件與聚醯胺一起伸展而不會斷裂，這樣柔軟的質感，使得人在佩戴時獲得更好的觸感。

革命性創新，前景可期

正如該項研究的帶頭人餘存江博士所說：「傳統上，要實現多種功能，您可能需要將多種材料或多個晶元集成在一起。但現在使用一種材料就可以做到這一切。」

實現這一創新的餘存江博士曾將上榜《麻省理工科技評論》的「35歲以下創新35人」榜單，獲得先鋒者稱號。

該榜單旨在於全球範圍內評選出被認為最有才華、最具創新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術創新者或企業家。

獲獎事由正是發明了一種可拉伸的橡膠半導體材料，並在此基礎上開發出了各種全橡膠電子晶體管、感測器、集成器件與系統，為半導體材料加上了「可拉伸」這一多年無法實現的性能，這也將在眾多領域產生革命性的推動作用。

我們有理由相信這項技術未來能夠更好地改變我們的生活。

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