在明尼苏达大学建立的独一无二的3D打印机可以直接在模型手上打印触摸传感器。来源：郭双庄和Michael McAlpine，明尼苏达大学，“3D打印伸缩触觉传感器”，高级材料。

3D打印仿生皮肤可以给机器人带来的真实触感

明尼苏达大学的工程研究人员开发了一个革命性的三维打印技术,可以赋予机器人感知环境的能力。这一发现也是印刷电子学在真实的人体皮肤上迈出的重大的一步。

在明尼苏达大学担任机械工程副教授兼首席研究员的Michael McAlpine说：“我们开发的这种可拉伸的电子织物在实际生活中有很多的应用。把这种“仿生皮肤”放在外科机器人上会给外科医生带来在微创手术中的感觉，这将使手术更容易，而不是像现在这样使用相机。这些传感器也可以使其他机器人更容易 走路和与他们的环境互动。“

McAlpine在2013年获得了国际赞誉，他用集成电子和新颖的3D印刷纳米材料创造了“仿生耳朵”，这项新发现也可用于在真实的人体皮肤上印刷电子产品。这种最终经过完善的可佩戴技术最终可以用于健康监测，也可以让士兵在现场检测危险化学品或爆炸物。通过测量流过的电流，3D打印传感器可以确定被施加的压力大小，它甚至可以测量人的脉冲。如果此项研究值得相信，那么仿生人的到来时间可能比您想象的还要早。

“由于这些传感器是用一种有性的硅胶材料3D打印而成，因此未来那些配备有传感器的设备则可以直接应用于皮肤上。通过扫描佩戴者的手来检测轮廓，可确定打印材料的放置位置。虽然我们还没有在人体皮肤上印刷，但我们可以使用我们的技术在模型手的曲面上打印，”McAlpine说。“我们还将印刷设备与皮肤接触，,令人惊讶的是,此设备非常敏感，可以实时检测您的脉搏。”

McAlpine和他的团队使用他们在实验室中建立的一体式3D打印机制作了独特的传感面料。多功能打印机具有四个喷嘴，用于打印构成装置的各层的各种专用“油墨”，弥补了设备层，硅基层，顶部和底部由导电油墨电极、线圈型压力传感器，和一个保护层，它在设置时保持顶层的位置。支撑牺牲层在最后的制造过程中被冲洗掉。

令人惊讶的是，在柔性传感器中使用的所有“油墨”层可以在室温中设置。使用液体的常规3D打印,效果太热而且太硬，无法在皮肤上使用。而这些灵活的3D印刷传感器可以拉伸其原始尺寸的三倍。

“这是一种全新的电子3D打印方式，”McAlpine说。“我们有一台可以打印几层的多功能打印机，它可以使这些设备变得灵敏，这可能会使我们获得健康监测到能量收集到化学传感等诸多方向。”

研究人员说，发现中的最重要的部分是制造是在内置在这个过程中。

“通过大多数研究，你会发现某些东西，然后它需要进行扩展，有时候可能需要几年的时间才能使用，”McAlpine说。“这一次，制造业正在建设中，所以现在已经准备好了。”

研究人员表示，下一步是朝着半导体油墨和真实身体印刷研究的方向进行。“未来的可能性是永无止境的，”McAlpine说。