据外媒报道，德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心离子束物理与材料研究所（Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V., Institute of Ion Beam Physics and Materials Research lab）的科学家研发了超薄且柔韧的电子皮肤（e-skin），其能够利用一个全局传感器探测和追踪磁场。

电子皮肤（图片来源：亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心）

与以往需要多个传感器与电子元件的设计不同，新款电子皮肤更节能，而且模仿了人类皮肤与大脑之间的交互机制。更令人兴奋的是，该电子皮肤实现了非接触式的交互。因此，使用此种电子皮肤，就可以在潮湿、极端或敏感的环境中（如水下或无菌实验室）操作设备。

此外，此种电子皮肤有望通过磁场赋予机器人触觉，让人们无需任何实体控制器就能与数字环境（虚拟现实）交互，并帮助有感官障碍的人恢复某些能力。

该款电子皮肤的工作原理是什么？

传统的电子皮肤依赖于多个传感器、电池及电子元件，从而导致其体积庞大、耗电量大且不实用。为了克服上述限制，研究人员设计了工作方式更接近于人类皮肤的电子皮肤。

该款电子皮肤由三个部分组成：首先是作为电子皮肤基础结构的超薄的柔性膜。此种薄膜采用一种轻质、透明且可呼吸的材料制成，能让空气与水分透过，从而让下面的真皮肤能够呼吸。

第二部分为磁敏层，覆盖了该电子皮肤的整个表面。该层采用单个分析单元探测和处理磁信号，类似于人类皮肤将信号发送至大脑的方式。

因此，当该电子皮肤接近磁源时，该磁敏层就会产生反应，导致该材料的电阻发生变化。此种变化会被第三部分——中央处理单元探测到，然后中央处理单元就可以确定磁源的确切位置。

研究人员表示，磁敏层的工作方式与单一全局传感器表面的工作方式类似，就如人类皮肤一样，而单一中央处理单元会重构信号，与人类大脑类似。

为了准确探测磁源，该电子皮肤采用了基于断层扫描的信号处理方法。该方法受到了磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）技术的启发，通过分析多个数据点以提高信号的准确性，类似于医学成像技术从不同角度重建详细图像的过程。

亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心的首席研究人员和科学家Pavlo Makushko表示：“该技术对于配备磁场传感器的电子皮肤而言是全新的技术。此前，人们认为对于传统磁敏材料而言，其信号对比度太低，灵敏度不够。我们通过实验验证了该方法，是该项研究的重大技术成就。”

一种皮肤，多种应用

亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心团队研发的此种新型电子皮肤的独特之处在于，其模仿了真正的人类皮肤与大脑协同处理触觉的方式。此前的电子皮肤难以准确追踪磁信号，因此传统材料的信号对比度低。断层扫描技术的运用则解决了该问题。此外，该电子皮肤既适用于人类，也适用于机器，是一项极具实用性的创新。

例如，该电子皮肤能够让用户在严寒天气或暴雨中通过戴在手套上的磁性贴片来操控手机。此外，具备类似人类触觉和高磁敏感度的电子皮肤，可让机器人更好地胜任诸如烹饪、救援行动、深海探索、病人护理等任务。

该研究的作者进一步指出：“通过配备该款磁感受器系统，盲人用户能够有效扩展其感知范围；而对于安装假肢的使用者而言，该系统可实现与智能手机交互，从而成功解决因假肢绝缘特性而无法与电容式触摸屏正常互动的问题。”

而且，该电子皮肤可能还存在其他可能性，其有望在不久的将来实现商业化应用，改变人们与周围一切事物的交互方式。