这项创新真正让令人兴奋的是无需触摸即可进行交互的能力。

德国一家研究实验室的科学家们发明了一种超薄、柔性的电子皮肤（e-skin），它可以使用一个单一的全局传感器来探测和跟踪磁场。

与之前需要多个传感器和电子设备的设计不同，这种新的电子皮肤更节能，并模仿了人类皮肤与大脑的相互作用。

让这项创新更令人兴奋的是，它实现了非接触式交互。因此，使用这种电子皮肤，你可以在潮湿、极端或敏感的环境中操作设备（比如水下或无菌实验室）。

这种电子皮肤有可能通过磁场赋予机器人触觉，允许人类在没有任何物理控制器的情况下与数字环境（虚拟现实）互动，并帮助有感官障碍的人恢复某些能力。

电子皮肤是如何工作的？

传统的电子皮肤依赖于多个传感器、电池和电子元件，这使得它们体积庞大、耗电量大，而且不实用。为了克服这些限制，研究人员设计了一种更像人类皮肤的电子皮肤。

它有三个组成部分：首先是作为电子皮肤基础结构的超薄柔性薄膜。它是由一种轻质、透明、透气的材料制成的，可以让空气和水分通过，这样下面的真正的皮肤就可以呼吸了。

第二层是覆盖整个电子皮肤表面的磁敏层。它使用一个单一的分析单元来检测和处理磁信号，类似于人类皮肤向大脑发送信号的方式。

因此，每当电子皮肤靠近磁源时，磁敏层就会发生反应，导致材料的电阻发生变化。这种变化由中央处理单元（第三个组件）接收，然后确定磁源的确切位置。

基本上，磁敏感层“就像一个单一的全局传感器表面 —— 就像我们的皮肤，而单个中央处理单元重建信号 —— 就像我们的大脑，”研究作者指出。

为了准确地进行源检测，电子皮肤采用了基于层析成像的信号处理方法。这种方法的灵感来自于MRI和CT扫描技术；它通过分析多个数据点来帮助改进信号的准确性，类似于医学成像方法如何从不同角度重建详细图像。

“这项技术对于带有磁场传感器的电子皮肤来说是一项新技术 —— 以前人们认为它对传统磁敏材料的低信号对比度太不敏感。事实上，我们通过实验验证了这种方法，这是这项工作的一项重大技术成就，”赫姆霍兹-德累斯顿-罗森多夫中心（HZDR）的首席研究员和科学家Pavlo Makushko说。

一个皮肤，许多应用

HZDR团队开发的新型电子皮肤的特别之处在于，它模仿了真正的人类皮肤和大脑如何协同工作来处理触摸。以前的电子皮肤很难准确地跟踪磁信号，因为传统材料的信号对比度很低。

断层扫描的使用解决了这个问题。此外，它可以被人类和机器使用，使其成为一个非常实用的创新。

例如，它可以让用户通过手套上的磁性贴片来控制手机，即使在寒冷的天气或大雨中也是如此。

此外，具有类似人类触感和高磁灵敏度的电子皮肤可以使机器人更好地胜任烹饪、救援行动、深海探索、病人护理等任务。

此外，研究作者补充说：“配备磁感受器系统的盲人可以延长他们的感知距离，而那些拥有假肢的人可以用它来与智能手机互动，克服了绝缘假肢无法与电容触摸屏互动的挑战。”

可能还有很多其他的可能性。这种电子皮肤可能很快就会商业化，并改变我们与周围一切事物互动的方式。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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