美国医学家，开发出电子皮肤，让肢障者找回疼的感觉，自动避开危险

使仿生手臂再现人体的各种感受，是该领域发展的一大目标，作为极富意义的一步，美国约翰．霍普金斯大学医学院科学家，开发出一种电子皮肤，成功让仿生手臂使用者感受到「痛」，将失去的知觉重新带回人们身边。

疼痛人人都怕，但它对我们的生活──甚至生存，却又非常重要，如果缺少这种感受，我们可能会深陷危险而浑然不知，不懂得该避开灾难、减少伤害。
该研究合著者、生物医学工程研究生 Luke Osborn 表示，「痛觉可以保护人体免于受伤，让我们知晓何谓危险，比如锋利的刀刃。」他补充，「但仿生手臂无法感受到疼痛，这可能会导致损伤，因此我们找出一种有意义的方式替肢障者赋予痛觉。」

▲Luke Osborn 与新研发的电子皮肤

目前的仿生手臂尚无法产生真实的触觉反馈，因此使用者无法从指尖分辨触碰的东西光滑、粗糙、冰冷或者烫；也因此，约翰．霍普金斯大学医学院的学者们，开发出一种称之为 e-dermis 的电子皮肤，使仿生手臂也能感受到痛觉。
       具体而言，该技术模拟皮肤内痛觉感受器（nociceptor）应对疼痛的方式，使电子皮肤承受的压力，会经由设置在手臂内的电子神经刺激器传达至大脑，进而让使用者实际体会到「痛」。
研究人员解释，人体有所谓的机器式受器（mechanoreceptor），可以将触碰接受到信息传达给大脑，藉此产生触觉，而痛觉感受器则会在我们触碰尖锐物体时，传达痛觉给大脑；研究团队打造出的多层次电子皮肤，便是以模拟这些不同感受器官的反应为目标。

▲电子皮肤传导痛觉的过程

一位参与实验的肢障者表示，他能够藉此分别物体是圆是尖，并称痛感最大约为 3 级──不舒服，但可以忍受的程度；他提到，「经过这么多年，我感觉自己失去灵魂的手，彷佛再次获得了生命，我可以直觉地分辨疼痛与非疼痛，本能理解自己的手是否处于危险之中。」
       Osborn 认为，这项系统最令人意外的是能够识别不同等级的刺激，视物体、力道的差异，实验者感受到的可能是压力或疼痛。
肢障者们可以藉由这这项技术维护自己的仿生手臂，避免因疏忽导致毁损，如同人类会因为疼痛自动避开危险一样；锋利的物体、高热都可能使仿生手臂指尖、表皮受损，而这会带来庞大的修理费用。

▲该电子皮肤使仿生手臂能如同真正的人体般，自动避开可能造成危害的物体

而为使仿生手臂更加接近人体反应，研究人员还透过该技术，赋予仿生手臂「痛觉反射」，当仿生手臂的指尖触碰尖锐物体时，会自动拉开手指，避免伤害，而这个动作就如同人体的反射动作一般，是使用者无法自由控制的。

▲当触碰到尖锐物体时，手指会自动弹开避免伤害。

在重赋肢障者痛觉以外，Osborn 认为 e-dermis 技术还能使机器人更有「人性」，或者拓展应用至太空服、手套上。

研究团队计划将进一步开发这项技术，提供肢障者更具意义的触觉信息，并期望未来该技术能够广泛应用于仿生手臂上，给予更多肢障者保护自己手臂的管道。