人的五感与生俱来,是人类感知与世界联系的桥梁。随着科技的发展,听觉和视觉早已实现了电子信息化,而难度相对较大的嗅觉、味觉、触觉,科学家们也正在尝试将它们“人造”化。
五感就是:形、声、闻、味、触,也即人的五种感觉器官:视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉。
隔着屏幕传递味觉、嗅觉、触觉,这样的事情听起来匪夷所思,但科技的发达已经让一些感应联动变成了现实。
比如斯坦福大学鲍哲南教授团队发明的人造电子皮肤,可以说把《星球大战》、《终结者》等好莱坞大片中展示的具有人类感官性能的电子皮肤机器人带到了现实世界。
这种电子皮肤不仅知冷知热,还可以处理复杂的触觉信息,只需要一个特殊的屏幕和感应设备,屏幕两端的人就可以感受到彼此皮肤的触感。更神奇的是,改进后的电子皮肤在室温下还可以像人类一样具有自修复能力,10分钟后机械性能可以完全恢复,甚至还可以像变色龙一样随压力大小变化而改变皮肤的颜色!
这种技术的原理比较复杂,通俗点说,就是这个电子皮肤相当于一个生物相容性好的弹性体聚二甲基硅氧烷薄膜制备的灵活的电容式压力传感器,敏感性非常高的微结构化薄膜可以被集成到有机场效应(OFET)晶体管中作为介电层,形成具有类似优异灵敏度和响应时间的新型有源传感器器件,可以检测到微小的物体感知和人体生理信号。
01 用电子皮肤一样的电子材料来做电子器件,不再是一个科幻的梦想,而是一个可能实现的事情。
02 电子皮肤是电子工业发展的一个趋势,可以激发我们的思考,让我们有更多的想象空间,可以激发发明出新的材料和新的技术。
03 电子器件就像皮肤一样,可以贴在我们的身体表面或者种植在皮肤下面,或者在身体里面,这样的传感系统就会像我们人的皮肤一样,可以帮助我们的生活和帮助我们更好的理解自己的身体状况。
04 下一代的电子不光是柔性的,而且有可拉伸性、自修复性还有生物降解性,我们认为电子皮肤是未来电子工业发展的一个不可避免的趋势。
05 电子皮肤还在起始阶段,更加需要基础的研究,从材料方面、工艺方面去研究这些新型的电子材料它们的电学性能和力学的关系,和怎样设计材料可以使得我们达到好的电学功能,也有好的力学功能。
味觉的“人造”化也非常神奇,日本明治大学研究团队开发设计了一个叫做Norimaki的味道合成器,乍一看外观是个让人一言难尽(bushi)的棒状设备,用舌头舔一下,人们就能感觉到各种美食的味道。
那它是怎么做到的呢?
原来,它使用溶解在少量水中的电解质来产生高浓度溶液,然后将琼脂(一种植物性明胶)添加到混合物中,并插入试管中,在其中形成五种颜色的凝胶,分别对应甜、酸、咸、苦、鲜五种味道。在每种凝胶中都插入一根铂丝电极,提供不同的电流强度,每条线的另一端连接到可变电阻器,再连接到中央控制器,以控制其口味。当棒棒与人体接触时会形成电路,凝胶中的阳离子(铜箔)会移动到阴极侧(金属丝),并远离舌头,从而尝到味道。
有了这根棒,舔屏才是真的有味道。
触觉、味觉都有了,还差嗅觉。想要足不出户想要与千里之外的朋友分享在异域所闻花香,这听起来简直像做梦,但是由某智能机器人公司推出的全球首款概念性气味传输器DoraNose,将来某一天也许就可以实现。
按照设想,用上图左侧这个像香炉一样的东西(气味传感器)靠近目标,DoraNose就能自动采集直径3米内的气味分子,气味接收方只需下载一款APP,在电话或视频时授权APP,就可以远程闻到释放的气味。
究其工作流程,就是DoraNose能够精准分析出目标气味的组成元素,以及不同元素分子的浓度配比,在气味盘上生成相应的味号编码并进行组合,让气味变成数字信号,然后将味号编码发送给接收方,接收方通过DoraNose气味生成器APP还原味号编码,生成目标气味并释放在空气中,实现气味的超远距离传输。
很不可思议,但按照这个思路,隔屏闻花香也许很快就能实现。
以上这些听起来非常神奇的科技,其实都可以纳入“电子感官”的研究范畴,通过技术手段,这些承载人类五感的机器可以让我们隔着屏幕闻见花香,尝到味道,分享触觉,通过数据分析,电子感官甚至可以比人类的感官更加灵敏和精准。
那么,电子感官是什么呢?
我们可以通过一段视频了解一下电子感官的概念,以及这项技术的发展现状。
这双出镜率最高的白色手套就是一个典型的电子感官概念性产品。在设想中,这双采用纳米技术制造的手套将通过仿生人的嗅觉和味觉系统,轻轻一碰,就能品尝任何物质,还能精准识别物质成分。
比如当厨师评委戴上手套触摸椒麻鸡,就可以评判味道,分分钟能抢了味觉大师的饭碗。
这个穿着科技感十足的小妹,用手套触摸番茄来评判采摘标准,数据可以为她选出最合适的目标。
富二代的世界我们不懂,但戴上手套触摸香槟液体,可以评判香槟够不够档次。
未来商务人士还能用这副手套触摸咖啡,评判够不够烘焙水准。
在VR世界中,探险女孩触摸火山灰,手套可以帮她解析出火山灰的成分。
好奇的人类想知道地球尝起来什么味道,有了这副手套也不是不能做到。
可以看到,这双手套通过触摸物体,可以用数据分析精准了解目标中的成分信息,达到甚至超过专业评判标准,为人们带来新奇的感受。
这么酷炫的技术,也许你已经等不及想要上手尝试一下了,但目前这种技术还是关于未来的美好畅想。
但梦想有多大,未来就有多大,也许你可以成为推动梦想成真的一份子。
电子感官是一项应用前景非常广阔的技术,比如在智能家居越来越普及的今天,烹饪时,电子眼已经可以用来监测食物配比、食品新鲜度,电子鼻可以识别味道,分析食物成分,电子舌可以协助调料搭配。可以预见,在未来智能烹饪、食品新鲜度检测等基于人工电子感官技术的科技应用“飞入寻常百姓家”之时,必将为智能家居带来更多可能性。
而且早在2017年6月,中科院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室沈国震课题组与解放军总医院教授姜凯展开深度合作,在前期系列研究成果的基础上,在电子皮肤领域又获新进展,开发了一种可直接贴附在人体表面的超薄高像素柔性电子皮肤阵列。其高柔性及弹性也符合模拟人体皮肤的需求,有望作为一种新型的人造电子皮肤服务于未来机器人、义肢使用者和可穿戴设备上,也可以应用于电子消费、军事、医疗健康等领域,应用价值极高。
这些研究成果不仅本身很酷炫,其现实可行性也很高呢!我们提供了一种制备方法简单、环境友好、成本低廉、适宜大规模生产的超薄电子皮肤的制备途径!
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