电子皮肤的应用综述「综述」人造多功能的电子皮肤|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

「综述」人造多功能的电子皮肤

对改善日常生活质量的日益增长的需求促进了可穿戴电子设备的迅速发展，这些设备可以安装在人体上收集各种个人和环境信息。特别是物联网的发展使得可穿戴电子设备通过创造新的市场、产品和消费者来推动全球经济的下一波浪潮。可穿戴传感器作为物联网领域的数据源，在实现可穿戴电子设备与人体无缝、亲密的集成，获取用户及其周围环境的信息方面发挥着关键作用。传统电子器件的可穿戴传感器由于其刚性和脆性，目前面临着巨大的挑战，无法在粗糙的人体皮肤表面安装适形传感器来收集准确的生物信号。理想的可穿戴系统需要一种新颖的材料设计，其特点是重量轻、灵活性强、用户舒适度好，并且能够微型化为可穿戴传感器。电子皮肤(e-skin)技术模仿人类皮肤的感知特性，为可穿戴传感器与人体成功集成，应用于健康监测、人机界面(HMI)、智能机器人、假肢等领域铺平了道路。尽管基于新型材料、制造技术和传感机制的各类可穿戴电子皮肤已经问世，但在实际应用中仍面临挑战。此外，可穿戴电子皮肤的医学诊断应基于对健康事件监测信号的精确、快速分析，这可以通过超灵敏的皮肤附着材料实现。甚至可以通过颜色或形状的即时变化来实现对应用刺激的即时和直观的识别，从而增强在用户交互设备和人机界面中的应用。

韩国蔚山国家科学和技术研究所能源与化学工程学院Hyunhyub Ko团队近期对人造仿真多功能电子皮肤的研究发展进行了综述。 该综述以“Mimicking Human and Biological Skins for Multifunctional Skin Electronics ”为题发表在国际著名期刊Advanced Functional Materials 上。

这篇综述涵盖并突出了仿生电子皮肤模仿人类和生物皮肤的感知特性。特别地，我们将分别讨论人类皮肤触觉过程中的五个主要组成部分，并结合电子皮肤模拟人类皮肤独特的感知机制的最新进展进行讨论。此外，从独特的结构和功能中获得灵感，如刺激的视觉表达、可逆粘附、易变形性、自然生物皮肤的伪装等，介绍了用户交互、皮肤可接触、超敏感的电子皮肤的各种功能。此外，还介绍了使用仿生电子皮肤进行身体运动跟踪、健康监测和假肢的新兴可穿戴传感器系统。最后，讨论了实现下一代皮肤电子产品应考虑的几个挑战，以及解决这些挑战的最新成果。

图1-仿生可穿戴的电子皮肤。

图2-人类触觉感知系统。

图3-电子皮肤模仿表皮-真皮嵴结构。

图4-电子皮肤当前和未来发展的困难和挑战。

总之，该综述展示了最近的电子皮肤在改善传感器性能、能量收集、多功能以及在智能电子和可穿戴医疗设备中的应用方面取得了巨大的成就。随着对下一代技术如物联网、人机界面、虚拟现实(VR)和人工智能(AI)的巨大需求，人们对电子设备/传感器与人或周围物体之间的交互平台的兴趣大大增加。交互式系统的关键实现技术包括信号传输、感知和显示传感信息。构建无线通信设备，便于从各种传感器进行远程监测/控制和数据收集，使个性化、实时的生理和临床诊断以及各种接口设备的应用成为可能。此外，基于深度学习和机器学习的各种信号和环境感知，通过模式识别和建模，将成为人工智能机器人、先进的医疗和可穿戴电子产品必不可少的因素。此外，由执行器和可视化技术显示触觉信息将为触觉界面和虚拟现实应用提供巨大的潜力。将这些组件与电子皮肤相结合，将为未来的应用提供一项技术创新。

论文链接

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904523

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《Adv Sci》综述：一文解读接近感应电子皮肤的前沿进展

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皮肤是人类最大的感觉器官，具有保护和感觉等多种功能。柔性电子产品的出现为智能电子领域带来了无限的前景，其中，电子皮肤具有类似人类的压力敏感性、疼痛感知、和温度感应，此外，它还包含超越人类皮肤的功能，包括接近检测和化学传感。

近年来，接近传感电子皮肤的研究引起了人们的广泛关注。这种电子皮肤技术可以实现无需物理接触的检测，在人机协作、人机界面、远程监控等领域具有广阔的应用前景。基于此，来自青岛大学的金明亮教授、青岛康复大学的周祺惠研究员联合鹏城实验室的焦健博士对接近传感电子皮肤技术领域的最新进展进行了系统综述，总结了该类传感器的分类、特点及其研究应用进展。