陳根：機器人將擁有人類觸覺的皮膚

文/陳根

機器人，總是給人一種堅硬且冰冷的感覺。即便是能夠通過圖靈測試、堪比人類思維的《機械姬》，也改變不了其缺乏柔性的現實。為了解決這個痛點問題，美國史丹佛大學的科學家研發了一種多層薄膜感測器——這種人造電子皮膚可在損傷時啟動重新排列的自癒合功能。這項研發成果的相關論文報導發表在最新一期的《科學》雜誌。

人造皮膚，為何能自動重新修復呢？答案就在於每層皮膚的主幹都是由長分子鏈組成的，這些長分子鏈透過動態氫鍵定期連接，就像將DNA鏈的雙螺旋連接在一起的分子鏈一樣，這使得材料可以重複拉伸而不會撕裂。

那麼，這種人造皮膚又是如何實現自癒的呢？根據研究人員介紹，這款人造電子皮膚模仿了人類皮膚有很多層的特性，單層薄至1微米，甚至更薄，10層或更多層堆疊在一起的厚度不超過一張紙，而且每層都具有各自不同的功能。

這種人造皮膚在破損癒合的過程中，每一層皮膚的分工都是明確且有序的，大家各司其職，有選擇性地自行癒合，以恢復整體功能。其中，有的層可能感覺到壓力，有的層感覺溫度，還有的層具有張力，不同層的材料可以被設計成具有感應熱、機械或電氣變化的特性。這種新進化出的免疫機制，透過涉及分子辨識和訊號傳遞的複雜過程，重建具有原始分層結構的組織。

在新研發的人造皮膚中，研究人員使用了聚丙二醇和聚二甲基矽氧烷，這兩種聚合物及其各自的複合材料是不混溶的，氫鍵使它們彼此很好地粘合在一起，從而創建了耐用的多層材料。經過設計，這兩種材料在適當的溫度範圍內對外部應力具有與真人皮膚一般的粘性和彈性。

基於此，科學家將實現用柔性的、貼合的甚至接近人類皮膚的材料，讓電子裝置和智慧終端變得更有溫度、更加好用。這項進步或將開啟機器人的新時代，它們將擁有類似人類觸覺的自癒合成材料所製造的「皮膚」。

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