新加坡国立大学研发可实时感知并可视化压力的电子皮肤

发布时间:2026-09-30 17:55  点击:1次
新加坡国立大学研发可实时感知并可视化压力的电子皮肤

新加坡国立大学(NUS)研究团队成功研发出一种新一代电子皮肤“eLuminator”,该设备能够实时感知压力并直接将其转化为可见光图案进行可视化显示。相关研究成果已于2026年5月发表在《自然·通讯》期刊上。

传统电子皮肤多依赖离散传感像素阵列及外部电子设备处理信号,常面临空间分辨率低、布线复杂等问题。此次研发的eLuminator采用无像素连续设计,空间分辨率约为30微米(约847 dpi),可捕捉指纹脊谷等细微表面特征,实现高精度触觉成像。其核心机制为力致发光响应,施加的压力会直接改变器件的发光状态,无需额外处理系统即可直观呈现接触力的分布与形状。

在医疗与智能系统应用方面,该设备具备显著潜力。集成于手术器械时,可提供实时的施力视觉反馈,有助于提升操作精度并降低组织损伤风险;可用于足底压力分布映射,辅助早期发现糖尿病患者的高压溃疡区域。该器件支持静态与动态传感,光学反馈延迟约15毫秒,数字读取约110毫秒,对轻柔触碰同样敏感,适用于机器人交互与假肢控制。

eLuminator厚度约为70微米,由模仿人体皮肤机械特性的柔性无毒材料制成,可承受超过的拉伸应变并贴合曲面。器件在重复机械应力下表现稳定,经1000至4000次循环测试性能保持一致,工作压力范围覆盖轻触至约180千帕(相当于指尖托住厚重教科书所受压力)。通过将视觉与数字传感整合于单一系统,该设计简化了设备架构,便于集成至下一代可穿戴与生物医学技术中。

研究团队目前正致力于进一步提升器件灵敏度并降低功耗,推进其在重点医疗场景中的部署。团队表示,未来工作将聚焦于结合临床需求开发切实改善患者护理效果的解决方案。

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