電子皮膚觸覺傳感器研究進(jìn)展及發(fā)展前景探析

李朝輝 孫會(huì)蘋

摘 要：隨著我國(guó)改革的不斷深入，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平也在不斷提高，在這種背景之下，我國(guó)國(guó)內(nèi)的電子科學(xué)與技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，并且在不斷的探索發(fā)展過程中取得了舉世矚目的成果。電子皮膚觸覺傳感器就是電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展之中取得的重要成果，并且電子皮膚傳感器在機(jī)器人領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域甚至日常家居領(lǐng)域里面都得到了廣泛的應(yīng)用。時(shí)代在前進(jìn)，社會(huì)在進(jìn)步，而電子皮膚觸覺傳感器也在不斷發(fā)展完善的過程之中，在其發(fā)展的路上或多或少與遇到很多挑戰(zhàn)和機(jī)遇，本文就電子皮膚觸覺傳感器的研究進(jìn)展以及發(fā)展前進(jìn)作較為深入的探索分析。

關(guān)鍵詞：電子皮膚；觸覺傳感器；研究進(jìn)展；發(fā)展前景

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來越高，社會(huì)的發(fā)展速度越來越快，為了滿足社會(huì)發(fā)展需要，為了更好地方便人們的生活，在電子科學(xué)與技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景之下，電子皮膚觸覺傳感器應(yīng)運(yùn)而生，在人們生產(chǎn)生活中各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用。在未來的發(fā)展過程中，電子皮膚觸覺傳感器會(huì)面臨著諸多挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

1. 電子皮膚觸覺傳感器在國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

就電子皮膚觸覺傳感器國(guó)外研究進(jìn)展而言，2012年韓國(guó)科學(xué)研究人員在該領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展，他們研究的電子皮膚觸覺傳感器在靈敏度方面可以媲美真正的皮膚，該電子皮膚觸覺傳感器能夠代替皮膚感受到外界環(huán)境帶來的刺激。

就電子皮膚觸覺傳感器國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展而言，2016年我國(guó)科學(xué)研究人員在該領(lǐng)域也取得了比較傲人的成果，我國(guó)科研人員利用石墨烯這種材料研究開發(fā)出了一種新型的柔性觸覺傳感器，這種傳感器不僅不亞于4年前韓國(guó)的研究成果，而且還可以通過感知外界的環(huán)境變化做出相應(yīng)的反應(yīng)。

2. 電子皮膚傳感器研究過程中面臨的問題

就現(xiàn)階段而言，即使科學(xué)研究人員已經(jīng)對(duì)電子皮膚傳感器研究的非常深入了，并且已經(jīng)取得了非常多的成就，可是在電子皮膚觸覺傳感器的研究過程中也不可能是一馬平川的，肯定會(huì)遇到很多難題。

因?yàn)閷I(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施以及監(jiān)測(cè)設(shè)施的極度匱乏，這就對(duì)電子皮膚觸覺傳感器的研究產(chǎn)生了非常不好的影響，當(dāng)科學(xué)研究人員對(duì)石墨烯這種材料在其健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的使用效果方面進(jìn)行研究的時(shí)候，還是遭遇了不小的麻煩，在科學(xué)研究人員這個(gè)研究的過程之中，會(huì)涉及到極高頻率的循環(huán)工作以及不同頻壓下的傳感器靈敏度的相應(yīng)變化，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的限制，一直都難以達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。為了可以達(dá)到理想中的實(shí)驗(yàn)效果，科學(xué)研究人員通過不斷地探索和研究，找出了一種可以有效解決的辦法，就是在實(shí)際過程中把斬波器以及砝碼連接起來，通過斬波器的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)期而穩(wěn)定的不同頻率下的壓力變化環(huán)境，從而能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)的下一步進(jìn)行打下了基礎(chǔ)。

日本福島核電站核泄漏的問題雖然已經(jīng)過去了很多年，但是仍舊沒有得到妥善解決，當(dāng)?shù)厝耘f在封鎖中。日本為了徹底解決福島核電站產(chǎn)生的核輻射，加快了機(jī)器人研究的步伐，為了可以有效的增強(qiáng)機(jī)器人對(duì)于周圍環(huán)境的感知能力，就要在機(jī)器人身上覆蓋電子皮膚傳感器，但是由于種種原因這項(xiàng)工程始終沒有實(shí)現(xiàn)。

3. 電子皮膚傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

近些年來，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平提升非常迅速，尤其是在新工藝以及新材料方面的發(fā)展更加顯著，在這樣的環(huán)境之下，極大的推動(dòng)了電子皮膚傳感器的進(jìn)一步探索研究，在各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。就未來而言，電子皮膚傳感器的發(fā)展將會(huì)朝著更高靈敏度、更加智能化以及更具全面性的方向發(fā)展。具有高柔彈性和高靈敏度的電子皮膚和我國(guó)傳統(tǒng)的石墨烯以及單筆碳納米管進(jìn)行比較，我們其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)前者有著更大的有點(diǎn)以及更多的良性特征，和人類的皮膚更加接近，可以更好的解決現(xiàn)階段觸覺傳感器陣列功能單一化的缺點(diǎn)，由此而言，這也是電子皮膚傳感器未來一個(gè)極其重要的研究方向。

最近，相關(guān)的科學(xué)研究人員對(duì)人造仿生皮膚的研究熱情特別高漲，這是一種能夠隨時(shí)穿戴的設(shè)備。就目前來看，現(xiàn)在電子皮膚傳感器被廣泛的應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及現(xiàn)在比較熱門的VR領(lǐng)域。在電子皮膚傳感器的基礎(chǔ)上制造的人造仿生皮膚可以實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音的識(shí)別功能和脈搏信號(hào)的采集等等人體生理信息的實(shí)時(shí)掌握。在實(shí)際中，對(duì)于很多燒傷病患以及截肢的殘疾人而言，人造皮膚無疑是一種福音。這是因?yàn)槿嗽炱つw能夠在保證美觀以及正常生活功能的前提下，還能使這些患者擁有觸覺，能夠讓患者們更好的感知這個(gè)世界。由此而言，從人造仿生的角度而言，在未來的探索研究過程之中有著非常大的潛在價(jià)值，非常廣的發(fā)展空間以及非常大的現(xiàn)實(shí)意義，這也是電子皮膚傳感器的重要發(fā)展方向之一。

總結(jié)：

隨著我國(guó)改革的不斷深入，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平也在不斷發(fā)展，在科技蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭下，電子科學(xué)與技術(shù)也在不斷進(jìn)步、不斷發(fā)展之中，在其探索發(fā)展的過程之中，取得了諸多可喜的成果，電子皮膚觸覺傳感器就是其中之一。電子皮膚觸覺傳感器的問世，不僅讓世人眼前一亮，而且也在人們生產(chǎn)生活中各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，方便了人們的生活，這就是科學(xué)的真正力量，更是電子科學(xué)與技術(shù)獨(dú)特的魅力。正所謂時(shí)代在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，電子皮膚觸感器也要在不斷的發(fā)展中不斷完善，所以這就要求相關(guān)的科學(xué)研究人員要不斷進(jìn)行探索、創(chuàng)新，對(duì)于面對(duì)的困難要積極突破，筆者完全相信在時(shí)代的發(fā)展中、社會(huì)的進(jìn)步中，電子皮膚觸覺傳感器的相關(guān)探索研究會(huì)有更大的成果，進(jìn)而可以更好的應(yīng)用于社會(huì)中各個(gè)領(lǐng)域，從而讓科技的進(jìn)步可以更好的服務(wù)于人們，為人們的生活做出更大的貢獻(xiàn)。

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