奥胡斯大学研发新型盐水传感器，模拟皮肤触觉机制
发布时间：2026年9月28日
来源：奥胡斯大学 / Phys.org
人类在抓取易碎物品时，指尖皮肤内的感觉细胞会迅速响应压力变化。这些细胞中的离子通道打开，允许带电原子流动，从而改变电平衡并触发神经信号传至大脑，实现握力的实时调整。
奥胡斯大学机械与生产工程系助理教授拉苏尔·塔巴西安（Rassoul Tabassian）及其团队试图在工程领域复现这一复杂的生物过程。五年前，塔巴西安加入奥胡斯大学，旨在为机器人开发具备真实触感的“皮肤”。近期，其研究团队取得重大进展，开发出一种能够模仿神经反应机制的新型传感器。
该传感器由柔软材料制成，体积仅约绿豆大小。相关研究成果已发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）杂志上。目前，研究重点在于优化信号生成方式，以便未来直接刺激神经，将触觉信号传递至大脑。
基于离子迁移的信号生成机制
传统的触摸传感器虽然能检测压力并提供环境信息，但其信号生成机制与人体生理过程截然不同，导致佩戴者无法产生真实的触觉感知。
塔巴西安指出：“我们传感器的突破性不在于能否检测触摸，而在于如何生成信号。现有传感器无法赋予假肢真正的触觉，而我们的新传感器通过移动带电原子产生信号，这与体内感觉细胞的运作原理相似。从长远来看，这使传感器有望直接连接神经系统，为假肢提供人工触觉。”
该传感器在清洁室环境中通过微纳制造技术完成。其内部结构包含一个由微观通道连接的微小腔体，腔内填充盐水溶液。当受到外部压力或触摸时，盐水中的带电粒子随液体流动，改变局部电平衡，从而产生弱电信号。这一原理精确复刻了皮肤感觉细胞将机械刺激转化为神经脉冲的过程。
“我们无法完全复制单个感觉细胞的所有复杂性，但我们将这一过程分解为基础物理原则并进行模仿，”塔巴西安表示，“这是我们在实验室中实现的关键突破。”
迈向有触觉的假肢
目前的第一个传感器原型已展现出较高的灵敏度，不仅能检测轻微触摸，甚至能从手腕血管中捕捉脉搏信号。当传感器集成到柔软的假手上时，研究人员可通过实验室设备轻松测量其产生的电信号。
尽管取得了初步成功，但从原型到具备自然运动感和触觉反馈的实用假肢仍需数年研究。塔巴西安强调，要触发神经细胞产生有效信号，传感器产生的电压需超过 20 毫伏左右。
“这项研究引起了广泛关注，并为后续工作提供了坚实基础，”塔巴西安说，“下一步目标是增强传感器信号强度，使其足以直接刺激神经系统。这将涉及广泛的实验室实验，随后依次进行动物实验和人体临床试验。”
参考文献：
Mohammad Akbari et al, Bio-inspired artificial iono-mechanical receptors, Advanced Functional Materials (2026). DOI: 10.1002/adfm.77916
