华盛顿州立大学研发3D打印高精度电子皮肤用于假肢

华盛顿州立大学（WSU）一支多学科研究团队成功开发出一种新型电子皮肤系统，该系统能够同步高精度检测压力与温度，旨在为假肢提供类人触觉反馈。

相关实验研究发表于《Cell Reports Physical Science》。该电子皮肤采用3D打印技术制造传感器模块，可根据患者假肢的几何曲面进行定制化适配。通过“扫描-建模-打印”工作流，传感器可完美贴合假肢的不规则表面，无需使用粘合剂即可像乐高积木般拼接安装。

在性能方面，该系统实现了压力与温度的高分辨率、高速度映射。研究指出，相较于市售商用手套传感器，其空间分辨率提升了约10倍。系统内置多头部神经网络可实时进行校准与降噪处理，有效降低像素级误差并提升信号保真度，从而可靠识别物体纹理与材质。

当前市面上的电子皮肤普遍存在分辨率低、形态扁平、成本高昂及覆盖面积有限等问题，且个性化程度越高往往导致检测能力下降或数据延迟。WSU团队开发的这套模块化传感系统通过压力与温度矩阵交织设计Zui大化利用空间，并结合自对准压力配合互连技术实现按需重构，有效克服了上述局限。

该项目首席作者洪义·申（Hongyi Shen）表示，此项研究为未来开发具备完整检测与触觉刺激功能的仿生电子皮肤奠定了关键基础。研究团队目前已提交临时专利申请，并正致力于开发配套的驱动器，计划将电子皮肤的检测信号转化为对截肢者周围神经的刺激，以实现更真实的触觉感知。项目获美国国家科学基金会（NSF）下一代机器人研究培训项目（NRT-LEAD）等资金支持。