科學家最新研發！將這款「電子皮膚」覆蓋在義肢上，不但能產生「觸覺」，還可監測血糖

仿生醫學透過了解生物構造與運作原理，研發新的機械或技術，很大部分在於幫助解決人體缺陷帶來的不便，像是回復失去的感官知覺。例如人工耳蝸（電子耳）能恢復受損的聽力、視網膜植入物也能幫助盲人重見天日，不過市面上還沒有一款義肢，能夠讓失去肢體的人感受到觸覺。

觸覺系統對義肢來說相當重要，光是把水果從樹上摘下，或是把洋芋片從包裝中拿出來這類微不足道的小動作，假如沒有對觸摸或壓力的感知，都會變得無法實現。有鑑於此，格拉斯哥大學（University of Glasgow）的研究團隊稍早利用石墨烯開發出一款柔軟的電子皮膚，能夠進行敏銳的壓力量測。該團隊在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上發表此一成果，說明隱藏在皮膚下的太陽能電池，能夠驅動一組感測器，讓人工肢體產生觸覺。

研究負責人Ravinder Dahiya博士表示：「在人工肢體上，除了靈活性和分布式感測器外，還需要注意動力來源。」因此團隊設計出新的電子皮膚，由單層石墨烯製成──只有一粒原子厚度的碳片組成強韌且具有延展性的材料，堆疊在一個太陽能電池上。石墨烯不僅能導電，並且還是透明的，能讓98%的光穿透到下面的太陽能電池中充電。

研究團隊進行測試時，發現石墨烯電子皮膚若沒有通電開啟，義手就會沒有辦法控制抓取物體的力道，並將其捏碎；但電子皮膚開啟後，義手便能夠像普通的手一樣觸摸，並以輕輕抓住物體。

現在電子皮膚每平方公分只需要20奈瓦的功率，太陽能電池便負擔隨時供電的任務，而團隊也另外設計了另一個具有超級電容器的開發原型，能儲存多餘能量。

研究團隊利用了他們在2015年率先研發出生產大片廉價石墨烯的技術，持續嘗試將石墨烯電子皮膚材料延展，以覆蓋整個義肢或機器人等較大的範圍。Ravinder Dahiya預計將來5～10公分的石墨烯電子皮膚只需要1美金就可以製作出來。他認為，除了人工肢體以外，這款電子皮膚只要搭配太陽能電池，即便在沒有電力的偏遠地區，也可搭配感測器用於健康監測，像是糖尿病患者的血糖狀況。

資料來源：

Solar-Powered Graphene Skin Enables Prosthetics to Feel
Graphene helps tactility of solar powered prosthetic skin
Solar-powered skin opens new possibilities for prosthetics

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