有感觉、会听声的人造指纹
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伪造指纹也许听上去只是欺骗联邦政府官员的一种策略。但是今天发布的全球第一枚人造指纹具有更加酷炫的功能。模拟指纹的电子材料可以感受压力，温度甚至声音。尽管如今这项技术还未在实验室外进行公共测试，但是研究者们表示它将会是增加假肢感觉甚至是提高我们现有感官能力的关键。
“这是一个有趣的作品”，伊利诺伊大学香槟分校的材料科学家John Rogers表示，虽然他没有参与这一次的研究。“它的确可以被添加到与皮肤集成的传感器工具箱中”。
被称为“e-skins”的电子皮肤已经研发了数年。有多项技术曾模拟人类皮肤的真实感受，包括能监测脉搏或体温之类健康因素的感受器。但是之前的电子皮肤仅仅只能够感受到两种感官：温度和压力。来自韩国ULsan国家科技研究所的化学工程师Hyunhyub Ko表示，一旦涉及到指尖复制就会还有更多的挑战，特别是有关模拟它们感觉微小感受变化的能力时。
因此在此项研究中，Ko和他的同事们使用一种薄而柔韧的材料，这种材料类似于有褶皱有纹路的真实指纹。他们用这种材料制造出一种称为“微结构铁电肌肤”（下图）的产品。这种电子皮肤对压力，纹路和温度的感觉全部来源于一种被称为互锁微半球阵列的高度敏感结构－－这种微小的半球被插在底部两层电子皮肤之间，在下图中也有所展示。
它的工作原理是：当来自外部的压力使两层电子皮肤被挤压在一起，将会制造出电流并使其穿过皮肤。接着电流将会通过电极和压力对照表（电流越大，压力越强）被检测到。该团队今日在Science Advances上表示，虽然他们使用了和其他人相似的技术，但这种皮肤却能感知温度。当电子皮肤被暴露在温暖的环境中，结构呈现放松状态，但当它处于寒冷的环境时结构会较为紧张。无论哪种情况，科学家们都能通过硬度的微妙产生的电流来记录温度的升降，这和他们通过电流推测压力有异曲同工之妙。
但或许最出乎意料的是人造指纹也能够获取声音提示。没错！电子皮肤拥有听力。Ko解释说噪音能使电子皮肤有微小的震动，包括在传送电信号的微半球阵列中产生的轻微扰动。为了测试这项功能，他和他的团队让一些人站在电子皮肤旁说话，并且播放“skin”这个单词中的每一个字母。接着他们使用仪器测量声波的频率，并记录下人造皮肤从每个字母中听到的频率样本。他将这些记录下的频率与原始频率和智能手机中的频率相比较。猜猜有什么令人惊异的发现？“我们的电子皮肤获取声音的能力比智能手机的麦克风要好。”
Ko表示将精确的压力，感觉，温度以及声音信号传输至大脑是他的下一项挑战。虽然其他研究者已经使用光遗传学将人造皮肤上的感受传递至小白鼠的大脑，但是Ko计划研究其他技术以便找出最适合他实验室中电子皮肤的方法。
“这是过去几年中开始逐步升温的研究领域，并且人们正在找出如何制造出高性能电子感受器的方法……以及要使它们紧密贴合在皮肤上”，Rogers表示。“在现有皮肤传感器发展的大环境下，该材料是设计这方面设备最明智的想法和最优质的材料。