电子皮肤——下一代可穿戴设备

电子皮肤(电子皮肤）电子系统模仿人类皮肤的某些特征(例如，可变形性和感觉特性)是否真实可行?它们被归类为“电子可穿戴设备”——穿戴在或靠近皮肤表面以提取和分析信息的设备。

不像主流可穿戴设备，如smartwatches电子皮肤薄、轻、耐用。此外，它的材料在强度和灵敏度上模仿人类皮肤，并可以实时收集生物数据。

Grand View Research报告称，2019年电子皮肤市场的价值估计为45亿美元，并预计到2027年，复合年增长率将达到20.5%。¹

监测系统

由于其耐久性，电子皮肤是一个强大的工具监控老年人，糖尿病或心脏病等慢性病患者，或帮助发现疾病的早期迹象。薄传感器系统可以嵌入到柔性基质中(典型的硅基交联聚合物材料)，测量心率、血糖水平、组织压力、身体运动、温度、代谢产物、电解质平衡，甚至大脑或肌肉信号。

麻省理工学院的工程师们已经开发出一种防汗的“电子皮肤”——一种舒适的、嵌入传感器的粘性贴片，可以监测一个人的健康状况，而不会发生故障或脱落。

新加坡国立大学的科学家们研发出了一种名为“触觉电阻环裂电子皮肤”的产品跟踪这是一种测量浅表动脉血流的可穿戴设备。

让假肢有人情味

截肢者经常会经历一种“幻肢”的现象——感觉失去的身体部分还在那里。为了克服这一问题，约翰霍普金斯大学的工程师们发明了一种“e-dermis这将使截肢者能够通过假肢指尖感知感知。该装置通过刺激手臂周围神经，通过皮肤电刺激截肢者的神经来传递信息。

另一种电子皮肤，是在德克萨斯大学阿灵顿分校它由数百万个柔性纳米线传感器组成，这些传感器包裹在耐化学和防潮的聚酰亚胺中。其结果是一个薄的，灵活的，自供电的触觉传感层，适合作为机器人或假肢皮肤。

新加坡国立大学的科学家们开发了一种名为“异步编码电子皮肤”(ACES)的人工神经系统，它使机器人和假肢设备拥有与人类皮肤同等或更好的触觉。ACES能以比人类感觉神经系统快1000倍的速度检测触摸。例如，它可以在不到60纳秒的时间内区分不同传感器之间的物理接触。

和假肢一样，作为感觉表面的电子皮肤可以让机器人拥有触觉的或触觉的知觉这与人类的行为是一致的。它的一个优点是能够更好地控制抓取物体时所需的力量。它们可以改善和简化人机交互，例如，薄手套可以将手指的运动传递给机器人的手，或者可以用于手势控制。

其他应用程序

电子皮肤贴片可以用作活性成分储存库，在那里它们可以在有时间控制的方式或在实际需要时释放活性成分。例如，智能伤口敷料只能在检测到健康状况下降的区域释放促进愈合的物质。

来自德国赫姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心(HZDR)和位于林茨的约翰内斯开普勒大学的科学家们开发了一种电子传感器，它可以同时处理非接触和触觉刺激。这使得穿戴者能够同时控制实体和虚拟物体，这可以提供一个无缝的交互平台虚拟现实和增强现实场景。

前方的道路

皮肤电子的景观一直在以惊人的速度变化。糖尿病、癌症或心脏病等慢性和非传染性疾病的增加将推动健康监测的需要。随着医疗物联网(Internet of Medical Things)使家庭保健变得普遍可用，电子皮肤将帮助远程的临床医生管理慢性疾病，并让患者(尤其是老年人)更独立地监测自己的健康。

^{1 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-skin-market}