撰文 | 陈兆芃（德国宇航中心机器人及机电一体化中心高级研究员）

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《星球大战》中， Luke Skywalker的机械手拥有完整的感觉能力，能够非常灵敏地感觉到外界压力。30年过去了，电影中的画面几近成为现实，电子皮肤正在成为未来电子工业发展的一个重要方向和趋势。

F²科学峰会特别设置了“柔性电子器件的未来”议题，邀请鲍哲南、黄永刚、George M.Whitesides三大杰出科学家共同探讨柔性电子器件的发展趋势及前沿应用。为了深刻感受柔性电子器件的魅力，德国宇航中心机器人及机电一体化中心高级研究员、实验室副主任，未来论坛的青创联盟成员陈兆芃老师对议题提前进行了解读。

随着消费电子的蓬勃发展，可穿戴电子设备的形态愈加多样化和人性化。柔性电子器件由于可与人体组织器官共形接触，提供更加友好的人机交互方式，受到业界的广泛关注。

在柔性电子器件的作用下，未来可穿戴设备就像是人体的“皮肤”。有了电子皮肤，我们就不用总是带着移动设备，而且电子皮肤可以增强与周边环境互动的方式，甚至创造出一种全新的交流方式。

柔性电子将“颠覆”智能手机时代

现在是智能手机时代，但其本质上还是一个很硬性的电子器件，包括现在的iWatch、谷歌眼镜、VR，只能统称为“智能设备”。然而“智能设备”距离“人工智能”又有多远呢?

现在的可穿戴“智能”设备多是可编程机器，不具有人工智能内涵。机器只有感知能力，本质上还是在人类设定的规则下按部就班的进行操作。实践人工智能，需要在在思维上进行调整，而对可穿戴智能来说，从设备那里取得数据并且实现学习能力，才是柔性电子设备的核心。

将人工智能和可穿戴等柔性智能设备结合起来，赋予智能设备自然的交互能力和学习能力，根据场景为用户做推荐，依靠设备采集的信息对用户的行为进行更细致的“猜测”，只有如此，可穿戴智能设备才能更为人性化和智能的满足人类的日常工作及生活需求。

电子皮肤让机械手“有感觉”

鲍哲南教授发明的人造电子皮肤可以像真正的皮肤一样处理和传导感觉信号数据，并且能够和人类的神经系统有效的结合起来，将感觉传导给神经系统。

给机械手“植皮”将重新定义身体和假肢之间的关系，不仅能修补缺陷或进行替代，更可以进一步扩展，使得人体感知能力进一步补充和延伸。

电子皮肤不仅能够帮助机器人更好地适应周围的环境，也能使其获得实时的“自体感受”。这种功能使得机器人的四肢运动更为精确，行进更为稳定。 

“黑科技”女神鲍哲南

 鲍哲南教授是柔性电子领域的泰斗级人物。斯坦福大学化学工程学department chair and K.K. Lee教授、化学教授和材料科学与工程教授，斯坦福大学可穿戴电子中心创始人和主任，美国工程院院士，未来科学大奖科学委员会委员，这一系列头衔足以说明她的学术地位。

她所从事的关于“人造皮肤”的研究，取得了世人瞩目的成果，被媒体称为当今世界化学工程领域的“黑科技”。2015年，鲍哲南教授因“能传导触觉的人工皮肤”相关工作，入选Nature评选的十大年度人物；2016年，因在柔性电子器件的有机半导体材料领域的贡献，当选美国工程院院士。

在众多从事材料科学研究的后辈眼中，她可以说是一位不折不扣的“学术女神”。2018年，鲍哲南团队在柔性电子领域实现了制造工艺的飞跃，首次成功开发出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列（OTFT），这一成果在电子皮肤等研究中具有突破性意义。鲍哲南在理工男占据主流的柔性电子研究领域做到了全球顶尖。

哈佛神级化学家

George M. Whitesides是哈佛大学 Woodford L. and Ann A. Flowers University 讲席教授，美国艺术与科学学院院士，美国工程院院士，美国国家发明家科学院院士，美国科学院院士。2011年获得了所有活化学家的最高Hirsch指数评级。

Whitesides参与创办了12家公司，总市值超过200亿美元。他是多家科学期刊的编辑顾问委员会成员，同时撰有1200多篇科学论文，拥有至少134项专利发明。

2011年最有影响力的活化学家。先后获得美国化学学会的纯化学ACS奖（1975年）， Arthur C. Cope奖（1995年），国家科学奖章（1998年），京都材料科学与工程奖（2003年），Gabbay奖（2004年），丹大卫奖（2005年），韦尔奇化学奖（2005年），AIC金奖（2007年），和普里斯特利奖章（2007年），ACS授予的最高荣誉。 

作者简介

德国宇航中心机器人及机电一体化中心高级研究员、实验室副主任，未来论坛青创联盟成员；带领团队成功研制了目前世界范围内复杂度和集成程度最高的内置式模块化多指机器人灵巧手之一：多传感器五指机器人灵巧手DLR/HIT II，在2016年获得德宇航Manfred-Fuchs-Preis技术创新及转化奖。