聚氨酯和金傳感器可以抵抗剪切力和摩擦。圖片來源：2020 Someya等。

研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種超薄壓力傳感器，該傳感器可以直接連接到皮膚上，并可以測量手指與物體的相互作用方式，從而為醫(yī)療和技術(shù)應(yīng)用提供有用的數(shù)據(jù)。該傳感器對使用者的靈敏度和握持物體的能力影響最小，并且耐摩擦干擾。該小組還希望他們的傳感器可以用于數(shù)字化存檔工藝工人技能的新穎任務(wù)。

研究人員希望記錄與手和手指相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和其他物理細(xì)節(jié)的原因有很多。我們的雙手是我們與物料和我們的直接環(huán)境進(jìn)行直接交互和操縱的主要工具。通過記錄雙手執(zhí)行各種任務(wù)的方式，它可以幫助運(yùn)動(dòng)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究人員以及神經(jīng)工程學(xué)等等。但是捕獲這些數(shù)據(jù)并不容易。

東京大學(xué)Someya Group的講師Sunghoon Lee說：“我們的指尖非常敏感-如此敏感，以至于只有幾分之一米厚的超薄塑料箔足以影響某人的感覺。“因此，用于手指的可穿戴傳感器必須非常薄。但這顯然使其非常脆弱，并且容易因摩擦或反復(fù)的物理動(dòng)作而損壞。為了克服這一問題，我們創(chuàng)建了一種特殊的功能材料，它既薄又多孔，稱為納米網(wǎng)格傳感器。”

Lee和他的團(tuán)隊(duì)為傳感器制造了兩種層。這兩層都是通過稱為電紡絲的過程制成的，該過程類似于蜘蛛網(wǎng)的蜘蛛網(wǎng)。一種是聚氨酯絕緣網(wǎng)，纖維的厚度約為200納米至400納米，約為人發(fā)厚度的五十分之一。第二層是形成模板的線狀網(wǎng)絡(luò)，形成傳感器的功能電子組件。它是由金制成的，并使用聚乙烯醇的支撐架，該支撐架通常在隱形眼鏡中發(fā)現(xiàn)，制造后將其洗去，只留下其支撐的金痕跡。多層結(jié)合形成一個(gè)功能壓力和運(yùn)動(dòng)傳感器。

“我們在18個(gè)測試對象的幫助下，對傳感器進(jìn)行了一系列嚴(yán)格的測試，” Lee說�！八麄冏C實(shí)，與沒有安裝傳感器的相同任務(wù)相比，傳感器是不易察覺的，并且既不會(huì)影響通過摩擦抓握物體的能力，也不會(huì)影響感知的靈敏度。這正是我們所希望的結(jié)果�！�

該傳感器比人的頭發(fā)細(xì)得多，并且不影響靈敏度。圖片來源：?2020 Someya等。

這是世界上首次成功展示了對皮膚敏感度沒有影響的指尖安裝傳感器。而且，即使在用100千帕斯卡（大致相當(dāng)于大氣壓）的力摩擦表面后，該傳感器也能保持其作為壓力傳感器的性能300倍而不會(huì)破裂。團(tuán)隊(duì)希望看到的一種新穎的應(yīng)用是對工匠乃至高技能外科醫(yī)生的工作進(jìn)行數(shù)字化存檔。如果可以記錄這些過程，則可以訓(xùn)練機(jī)器如何以比以往更大的保真度執(zhí)行任務(wù)。