手术室里，穿着电子皮肤的机器人正在进行手术，将另一块电子皮肤植入患者体内。
操作者是一名户外医生，可以感知病人的细微反应，实时监测病人的术后愈合情况……科幻电影中的这种场景或许很快就会成为现实。
近日，中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室沉国桢研究员和中国人民解放军总医院姜凯教授研究组研发出一种新的超晶格材料。
一种基于石墨烯材料的柔性触觉传感器，可实现类似于人类皮肤的功能。
它可以快速感知微小的压力变化等，可应用于军事、医疗卫生等领域。
电子皮肤，是一种比人类“感觉”更灵敏的新型可穿戴柔性仿生触觉传感器，是一种用于实现类人触觉感知功能的人造柔性电子设备。
“它像人的皮肤一样灵活，可以随意弯曲变形，可以实现模仿人类触觉感知的功能。
”沉国桢在接受《中国科学报》记者采访时表示，“对于轻如羽毛、小如米粒的物体，停留在其表面所产生的触感也能被清晰感知，而且感应速度极快。
”人体皮肤的响应时间为30~50毫秒，而本装置的响应时间仅为5毫秒，灵敏度高达15.6kPa-。
1、可循环工作10万次以上。
从这些数据来看，电子皮肤的“手感”并不比人类差。
“事实上，相比于听觉和视觉，触觉是非常难以模仿的。
”沉国桢坦言，因为模拟触觉需要开发高空间分辨率、高灵敏度、快速响应、大尺寸的压力传感器阵列。
为了模仿自然皮肤的触觉传感特性，需要开发大面积柔性高像素力传感器阵列。
明星材料登场“石墨烯材料和可穿戴仪器这两年非常流行，流行得让我们忍不住想把两者结合起来，效果很明显，效果也很好。
”沉国桢特别强调了石墨烯的优势。
由于其良好的导电性，当传统石墨烯用于压阻式柔性压力传感器时，器件的电气性能不会因压力而发生明显变化。
“为了解决这个问题，我们将石墨烯和聚偏二氟乙烯纳米纤维复合，形成三维网络，增强了器件电性能的可调性，使其更适合在仿生电子皮肤领域的应用。
”沉国桢说道。
由石墨烯和一维纳米纤维组成的三维网络结构更有利于器件感知微小的压力变化。
沉国桢课题组虽然从事柔性电子研究多年，但刚进入电子皮肤领域时仍遇到不少问题。
“例如，在研究基于石墨烯材料的电子皮肤和健康监测应用时，需要测试传感器器件的传感性能在数万次循环后是否发生变化以及传感器在不同频率压力下的响应，但在实验室也缺乏相关的专业设备进行检测。
”沉国桢说。
就在研究人员郁闷之际，他们突然想到，如果将重物连接到斩波器上，那么就有可能利用斩波器的旋转，为设备提供不同频率下的长期稳定压力。
经过一番努力，研究团队终于完成了器件超过10万次循环的测试，得到了可以长时间稳定工作的器件。
普遍应用还需要一段时间。
作为一种可穿戴设备，人工仿生电子皮肤的研发吸引了不同学科研究人员的关注。
随着研究的深入，石墨烯、碳纳米管、导电聚合物等特种材料因其超薄、强韧性、低电阻率等优异性能，被认定为电子皮肤的优良基材。
其发展趋势主要集中在医疗、人工智能、虚拟现实等领域。
“目前，这种仿生电子皮肤已尝试应用于医疗领域，实现脉搏跳动、语音识别等人体生理信号的实时快速检测。
”姜凯告诉记者。
例如，通过分析人体说话时产生的微弱压力变化以及分析脉搏变化，可以初步实现语音识别以及人体不同生理状态的准确检测。
预计它将在语音辅助输出系统、人类健康评估和早期疾病诊断方面获得见解。
广泛使用。
“对于很多烧烫伤患者、截肢患者、整形手术患者来说，人造皮肤可以通过触觉给他们带来很大的好处。
”蒋凯说。
日本福岛地震后，由于辐射严重，不再适合人类工作。
本田为现有机器人开发了电子皮肤，以便它们能够更好地感知周围环境并在核辐射最严重的地区工作。
此外，仿生电子皮肤将在消费电子、军事、医疗健康等领域给人类技术带来革命性的突破，甚至更加科幻的机器人“仿人皮肤”。
“不过，目前人造皮肤主要用于医疗，成本较高，在其他领域的应用还需要一段时间。
”沉国桢坦言。