通过截肢者的想法或肌肉运动来控制的假肢已经存在。但如果它们也能感知环境，然后将信息回传给截肢者的神经系统呢？
为了创造功能更像真实身体部位的假肢，科学家们正在设计能够感知触觉信息的仿生皮肤。到目前为止，这些皮肤在感知压力方面已经做得非常出色——事实上，斯坦福工程师设计的皮肤比人类皮肤灵敏 1000 倍。另一款是自愈合的。
但韩国研究人员最新研制的一款皮肤可能是迄今为止最智能的仿生皮肤。它像真皮肤一样有弹性，并且可以感知压力、温度和湿度。它甚至内置了加热器，所以感觉就像活体组织一样。研究人员在假肢手上测试了这款仿生皮肤，并希望有一天它能与患者的神经连接，让截肢者能够感受到仿生皮肤所感受到的一切。
“为了使假肢设备和仿生皮肤感觉自然，其温度曲线必须得到控制，以匹配人体的温度曲线。”
“假肢和层压电子皮肤可能会遇到许多复杂的操作，例如握手、键盘打字、抓球、拿热饮或冷饮杯、触摸干燥或潮湿的表面以及人与人之间的接触，”他们在今天发表于《自然·通讯》的论文中写道。
新款皮肤的主体由一种名为聚二甲基硅氧烷（PDMS）的柔韧透明硅酮材料组成。其中嵌入了硅纳米带，它们在被挤压或拉伸时会产生电，从而提供触觉反馈。它们还可以感知物体是热还是冷。
湿度传感器由电容器组成。当电容器周围的聚合物吸收水分时，水分会改变聚合物储存电荷的能力。电容器测量这种储存变化，并利用它来确定环境的湿度水平。
研究人员以一种不太常规的方式测试了湿度传感器。首先，他们将仿生皮肤的湿度读数与商用湿度传感器的测量结果进行了比较，结果相当吻合。这是常规操作。但为了更严谨科学，研究人员让假肢触碰了各种尿布，结果发现它能够区分湿尿布和干尿布。成功了！
接下来是加热元件。
“为了使假肢设备和仿生皮肤感觉自然，其温度曲线必须得到控制，以匹配人体的温度曲线，”作者写道。热执行器控制着仿生皮肤发出的热量。虽然有非常简单的方法来测量皮肤是否能维持稳定的 98 华氏度（约 36.7 摄氏度），但研究人员更倾向于将假肢放在一个塑料婴儿玩偶上（希望它在接触了那些湿尿布后被洗干净了），然后测量假肢传递给玩偶的热量。这在正常人体范围内。
斯坦福大学的仿生皮肤工程师 Zhenan Bao（未参与这项新论文）称这项工作令人兴奋。她说，尽管作者以前也曾制造过带有温度、压力和湿度传感器的仿生皮肤，但将其与可拉伸基板集成在一起是新颖的。
通过调整硅纳米带图案的形状，研究人员可以调整皮肤的拉伸度。对于不需要拉伸的区域，例如指尖，纳米带呈紧密的线性排列，以最大限度地提高灵敏度。对于需要更大灵活性的区域，例如手腕，纳米带则形成更弯曲的图案，允许其扩张高达 16%。
“这是可拉伸电子产品应用的一个重要展示，”Bao 说。
该团队仍在研究如何将仿生皮肤的传感信息传递给截肢者大脑的最佳方法。他们成功地将压力信息从皮肤传递到了一只大鼠的大脑，但论文警告说，这种方法可能不适用于人类。
至少，这项发明或许能实现所有父母的梦想：尿布更换机器人。
