【技术前哨】这款电子皮肤可以用太阳能给假肢充电

傅利叶杯中国康复人创意大赛学习材料。x0ax0a这款电子皮肤不仅能让假肢具有触觉，还能为其充电，解决了动力假肢的续航问题。...

来自英国格拉斯哥大学的研究者发明了一种可以充电的电子皮肤，不仅能让假肢具有触觉，还能采集太阳能对其进行充电，从而延长了动力假肢的续航时间。随着近些年在电子皮肤技术上的不断突破，科学家们已经能够将更多的传感器内置到了电子皮肤当中，这也让假肢具有了更多维度的感知，帮助截肢患者们重新获得了感受触觉、压力、温度和湿度的能力。

然而，和大多数移动电子设备一样，续航能力一直是制约其发展的最大瓶颈。近几十年来，锂电池技术仍没有太大突破，因此科学家们正思考如何获取周围环境中的瞬时能量并将其转化为电能。在自然环境当中，最普遍也是最容易采集的能量来源有三种：机械能、热能和太阳能。

就在上周，来自英国格拉斯哥大学（University of Glasgow）的研究小组在周三出版的《Advanced Functional Materials》杂志中首次将太阳能光伏模块植入到了电子皮肤当中，让其也具有了采集太阳能的能力。这样，电子皮肤就具有了自充电的属性，同时也让动力假肢有了更长的续航能力。

因为电子皮肤本身就是一种透明的薄膜，并封装了一层25 μm厚的PDMS 有机硅材料。电子皮肤里内置的压力传感器是由石墨烯制成，这是一种高强度、高柔韧性材料，而且导电性和透明性良好。同时，光伏模块也是一种柔性薄膜，因此研究者想到了将光伏薄膜植入在了电子皮肤的底部，这样可以确保在不影响材料柔韧性的情况下收集照射到皮肤表面的自然光。

研究者把这种39.6x22.9mm² 面积的可充电的电子皮肤放置于动力假肢的表面，使其同时具备了感知和充电两种功能。目前这个电子皮肤可以提供大约每平方厘米20nW的能量，以及很大的量程：可以测量0-60KPa的压力和4.3x10−³kPa−¹ ~9.3x10−³kP−¹的压力精度。

来自格拉斯哥大学电子与感知技术实验小组的副教授Ravinder Dahiya表示：现在还没有找到有效的途径储存收集的能量，他们下一步的研究计划将是继续优化发电技术，以达到能够驱动假肢电机所需的能量。在未来，他们可能会创造出一个能够自主供给能量的动力假肢系统。

以下是装有这款电子皮肤假肢的视频，一起看看它是如何抓取物品的！

参考资料：

[1]Dahiya, R., 2017. Energy autonomous flexible and transparent tactile skin. Advanced Functional Materials.

[2]http://www.smart2zero.com/news/solar-powered-e-skin-holds-promise-prosthetics

[3]http://www.electronics-eetimes.com/news/see-through-flexible-e-skin-powered-underlying-photovoltaics

如何？看了上述的报道，是否也心潮澎湃起来了？2016年傅利叶杯中国康复人创意大赛已成功落幕，但是中国的康复人不会停止创意革新的脚步，让我们一起期待2017年傅利叶杯中国康复人创意大赛~ 进击！中国的康复人！

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