電子皮膚（E-skin）在模擬人類感官系統用于假肢、人機交互和醫療保健監測方面引起了相當大的關注。然而，完全模擬皮膚功能仍然具有挑戰性，因為皮膚功能可以分離刺激，如正常/切向力，接觸/非接觸行為，以及對高頻輸入的反應。有鑒于此，五邑大學羅堅義團隊與澳門大學周冰樸團隊合作，開發了一種基于仿生毛發-表皮-真皮-皮下組織結構的全仿生電子皮膚（FBE-skin），用于多維觸覺感知。如圖1所示，文中通過充分利用人體皮膚的設計理念，制造磁化微纖毛（MMCA）、導電微穹頂（MDA）和柔性電極來復制生物毛發層、表皮-真皮層和RA/SA受體。通過優化微纖毛和導電微圓頂的形態和磁/電性能，該工作進一步提高了自上而下結構中各部件的傳感性能。
圖1. (a) 具有毛-表皮-真皮層的人體皮膚和用于動靜態刺激檢測的RA/SA機械感受器的概念圖；(b) 通過電磁元件（MMCA）和壓阻元件（MDA）的耦合電子皮膚設計；(c) 電子皮膚模擬人類皮膚實現靜態和動態響應的多維機械感知示意圖。
圖2. (a) 典型FBE-skin的光學圖像和柔性展示；(b) 頻率為3 Hz ~ 30 Hz，壓力為800 Pa時，FBE-skin的響應。(c) 法向壓力作用下MMCA和MDA的變形示意圖，及施加壓力時的電流和電壓信號曲線(d)有持續時間， (e)無持續時間；(f) 日常機械刺激的示意圖，例如手指滑動和氣流導致近端FBE-skin形態變形；(g) 接觸微纖毛層而不使微穹結構變形時,手指滑動FBE-skin的響應曲線；(h) FBE-skin暴露于法向和側向氣流時的響應曲線。
圖3. (a) 人體皮膚由于存在毛層而感知切向機械刺激的示意圖; (b) 基于FBE-skin陣列的感官解碼和三維可視化系統概念圖; (c) 用于識別不同滑動速度和路徑的陣列示意圖; (d)手指以路線①及V0速度滑動時三維可視化系統的響應; (e) 在不同速度下，暴露于路線②手指滑動時的響應。(f) FBE-skin在動態氣流作用下的響應; (g) 對纖毛施加輕微（上）和較大壓力引起皮膚明顯變形（下）的示意圖。(h) 對FBE-skin陣列施加最小壓力時可視化系統的響應。(i) 對FBE-skin施加較大壓力時可視化系統的警示響應。
原文鏈接：https://doi.org/10.1039/d4mh01217h
