深圳商報2019年5月9日訊 （記者袁斯茹）如果紙有了觸覺(jué)，會(huì )有哪些不一樣？近日，深圳先進(jìn)院的常煜博士給記者展示了一架折疊紙鋼琴：紙質(zhì)的按鍵可以識別彈奏的輕重，從而像真的鋼琴一樣發(fā)聲。常煜說(shuō)，他們的團隊和加州大學(xué)戴維斯分校的潘挺睿教授團隊合作，將離電子傳感機制引入紙張中，讓紙有了“觸覺(jué)”。
紙觸覺(jué)來(lái)自“獨特配方”
自去年以來(lái)，各大廠(chǎng)商紛紛推出折疊屏手機，柔性屏成為熱門(mén)詞。而常煜團隊將這種“柔性”發(fā)揮到另一種極致：讓本就柔軟的紙張擁有觸覺(jué)傳感功能，可以感受到壓力的大小。
常煜告訴記者，這項技術(shù)的核心在于，在普通紙張里加入了“獨特配方”的離子材料。
據悉，研究團隊基于柔性離電子傳感機制，曾先后設計過(guò)離子液體、凝膠等形態(tài)的材料，而最終讓紙張擁有觸覺(jué)的，是油墨型離子材料。
“將離電子、傳感器、電極等元器件組合在一起，并且達到足夠的靈活度和柔軟度，這種油墨型材料可以印刷、噴灑在紙張、布料、薄膜、橡膠等材料上?！背ｌ辖榻B道，“原本普通的材料，就變成了能感受到壓力的傳感器?！?/p>
開(kāi)頭提到的折疊紙鋼琴，就是普通紙張變離電子傳感器的一種，而這種一體式離電子傳感紙（簡(jiǎn)稱(chēng)ISP），其厚度相比普通紙張并無(wú)很大變化。
可印刷剪切折疊比人手觸覺(jué)靈敏
據常煜介紹，人的手最多可以分辨間隔2毫米的物體，而離子傳感器的空間分辨率達到了0.5毫米。
其實(shí)紙張并不是第一次擁有觸覺(jué)。此前，已經(jīng)有電阻式、壓電式、電容式的柔性壓力傳感技術(shù)，不過(guò)它們存在制備方法較為復雜、響應線(xiàn)性度和響應速度較低等問(wèn)題。此外，之前的紙基傳感器都未能充分利用紙張的可印刷、可剪切及可折疊的特點(diǎn)。
常煜說(shuō)，團隊開(kāi)發(fā)的一體式離電子傳感紙，很好地彌補了上述缺憾，不僅在靈敏度、柔韌度、透明度上有了提升，其制造成本也大大下降，“材料本身的成本比較低，主要是研發(fā)投入比較多?！背ｌ细嬖V記者。
相關(guān)技術(shù)還可用于可穿戴設備等方面
讓紙張擁有觸覺(jué)只是團隊成果應用的一方面，一體式離電子傳感技術(shù)還可用于可穿戴設備、醫療、機器人等方面。
比如基于離電子橡膠材料的電子皮膚，理論上可以比人手識別出更加精細的物體和紋理。常煜給記者現場(chǎng)演示，通過(guò)一個(gè)電子皮膚包裹的仿生指尖，可以輕松地觸摸出盲文的紋理，幫助視覺(jué)障礙患者學(xué)習盲文?！按送?，如果給服務(wù)機器人穿上電子皮膚，讓它們擁有靈敏觸覺(jué)，也可以改善人機交互方式，讓它們更好地和人類(lèi)互動(dòng)?！背ｌ险f(shuō)。
此外，團隊還制作了可穿戴折紙手環(huán)，可以直接測到脈搏波的信號，并從其中提取心率、呼吸、血壓等各種有用信息，甚至可以分析人的情緒壓力。而傳統的手表手環(huán)使用光學(xué)測量原理，是間接的測量?！叭绻诂F有的光學(xué)測量基礎上加入壓力測量，可以把手腕運動(dòng)所產(chǎn)生的‘錯誤信號’剔除，使測量結果更準確?！背ｌ细嬖V記者。
此外，在醫療方面，由于傳感原件的整體厚度可低至0.01毫米，并且具有良好的柔韌性和生物兼容性，讓醫療器械穿上這層“觸覺(jué)的外衣”，比如插入式的醫療導管，也可以實(shí)現患者生理壓力的實(shí)時(shí)監測。