近日,明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員開發(fā)出一種特別的硅膠壓力傳感器。它的特別之處在于,它可以通過3D打印方式直接打印在人的手上。
這個傳感器是由明尼蘇達(dá)大學(xué)材料科學(xué)家MichaelMcAlpine的團(tuán)隊開發(fā)的。不久的未來,這個設(shè)備可能被用來增強人的觸感。
它可能為醫(yī)生、士兵甚至燒傷者提供了電子人級別(cyborg-leve)的感知能力。
這個傳感器是由柔軟的、有彈性的硅膠制成的。從公布的視頻來看,這個壓力傳感器比人的食指節(jié)還要小很多。
在模擬人手上打印傳感器
這個傳感器包含一個線圈,夾在兩層平坦的4毫米硅膠材料當(dāng)中。硅膠里包含大量的銀微粒,可以導(dǎo)電。線圈也包含少量的銀微粒,當(dāng)它被壓縮時(按壓指尖)時將會導(dǎo)電。
通過測量通過的電流,3D打印傳感器可以確定被施加的壓力大小,它甚至可以測量人的脈搏。
目前,它已經(jīng)開始在一個仿生手上進(jìn)行測試,但是一切跡象都表明,這個設(shè)備可以兼容真正的人類指尖。
由于這個傳感器是由柔軟的硅膠制成,因此可以直接將傳感器打印在人類的皮膚上。通過掃描佩戴者的手檢測輪廓,來確定材料需要被放置的地方。
McAlpine表示,這項研究為未來直接在人體上打印電子設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)他介紹,這種壓力傳感器的應(yīng)用場景十分廣泛,從軍事行動到外科手術(shù)都可以適用。
最關(guān)鍵的是,鑒于3D打印技術(shù)的特性,他們無需無塵室和昂貴設(shè)備就可以造出這樣的傳感器,方便快捷,可以迅速投入使用。McAlpine說:
"在野外的時候,你可以從背包里找出寫合適的材料,直接把這個傳感器打印到你的身體上。未來的小型3D打印機會非常普遍。只要你由合適的材料,你就可以打印任何類型的設(shè)備。"
在不理想的情況下,能夠打印這樣的傳感器,可以讓人類有更強的生存能力和適應(yīng)能力。
例如,在戰(zhàn)場上,一個士兵可以打印出一個傳感器檢測炸彈,還可以打印醫(yī)療設(shè)備來幫助受傷的同志,將某些功能整合到他們的身體當(dāng)中,以解燃眉之急。
研究人員相信,這項技術(shù)的前景將非常讓人激動。
McAlpine設(shè)想了一個"高級"的場景。這種3D打印傳感器可以用到外科手術(shù)工具的尖端,基本上相當(dāng)于給外科醫(yī)生擴(kuò)展了一個仿生指尖,從而在手術(shù)中給他們提供更大的控制力。
如果傳感器更先進(jìn)一些,并且連接到人的神經(jīng)系統(tǒng),還可以讓用戶的觸感升級。這可能會幫助到那些皮膚毀傷失去觸覺的患者。
現(xiàn)在,這種有趣又有用的設(shè)備還在研究階段,離實現(xiàn)上面的用途還有一段距離要走。
因為要在人手上打印,手指不可能像實驗室的平臺那樣保持穩(wěn)定,如何克服人手不可避免的移動,就成為目前的最大障礙之一。
通過升級3D打印機,使其能在移動的表面上打印,這項技術(shù)將更具可行性,尤其是在非實驗室條件下。
想象一下,不久的將來,我們觸覺受損之后,可以從背包里取出小型3D打印機,給身上打印一個傳感器,瞬間就能擁有電子人級別的觸感,是不是有些小激動?但愿這項技術(shù)早日實現(xiàn)吧。
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