中国の科学者、バイオニック3D構造を備えた電子皮膚を初めて開発

清華大学の研究チームはバイオニック3次元構造を備えた新型の電子皮膚システムを世界で初めて開発しました。写真はレモンの硬さを感知するバイオニック3D電子皮膚を装着したロボットアーム。

中国の名門大学である清華大学の航天航空学院柔性電子技術実験室の張一慧教授が率いる研究チームは、バイオニック3次元（3D）構造を備えた新型の電子皮膚システムを世界で初めて開発しました。この新しい電子皮膚は、物理レベルで圧力、摩擦力、応力変形（ひずみ）の三つの力学的信号を同時に解読・感知することができ、圧力位置に対する感知解像度は約0.1ミリで、実際の皮膚に近いということです。この成果はこのほど、国際学術誌「サイエンス」に掲載されました。

張教授の研究チームは、3D構造を備えた電子皮膚の設計コンセプトを初めて打ち出しました。バイオニック3D電子皮膚は「表皮」「真皮」「皮下組織」から成り、各部位の質感は人間の皮膚の各部位に近いということです。センサーと電気回路は皮膚内の深部と浅部に分布し、うち一部のセンサーは皮膚の表面に近く、外部からの力に対する感度が高く、深部のセンサーは皮膚の圧力変形に対してより感度が高いということです。

張教授によりますと、電子皮膚が外部の物体に触れると、その内部にある多くのセンサーが協調しながら稼働し、センサーによって収集された信号は一連の送信・抽出処理を経て、ディープラーニングアルゴリズムと組み合わせることで、電子皮膚が物体の硬さや形を正確に感知できるようになります。

電子皮膚は、人間の皮膚の感知機能を模倣した一種の新しいセンサーであり、将来的には医療用ロボットの指先に装着して早期診療を行ったり、絆創膏のように皮膚に貼り付けて血中酸素や心拍数などの健康データをリアルタイムに監視したりすることができます。産業用ロボットやバイオ検査、バイオメディカル、ヒューマン・コンピューター・インタラクションなど幅広い応用の可能性があるとみられています。（提供/CRI）