深圳商报2019年5月9日讯 （记者袁斯茹）如果纸有了触觉，会有哪些不一样？近日，深圳先进院的常煜博士给记者展示了一架折叠纸钢琴：纸质的按键可以识别弹奏的轻重，从而像真的钢琴一样发声。常煜说，他们的团队和加州大学戴维斯分校的潘挺睿教授团队合作，将离电子传感机制引入纸张中，让纸有了“触觉”。
纸触觉来自“独特配方”
自去年以来，各大厂商纷纷推出折叠屏手机，柔性屏成为热门词。而常煜团队将这种“柔性”发挥到另一种极致：让本就柔软的纸张拥有触觉传感功能，可以感受到压力的大小。
常煜告诉记者，这项技术的核心在于，在普通纸张里加入了“独特配方”的离子材料。
据悉，研究团队基于柔性离电子传感机制，曾先后设计过离子液体、凝胶等形态的材料，而最终让纸张拥有触觉的，是油墨型离子材料。
“将离电子、传感器、电极等元器件组合在一起，并且达到足够的灵活度和柔软度，这种油墨型材料可以印刷、喷洒在纸张、布料、薄膜、橡胶等材料上。”常煜介绍道，“原本普通的材料，就变成了能感受到压力的传感器。”
开头提到的折叠纸钢琴，就是普通纸张变离电子传感器的一种，而这种一体式离电子传感纸（简称ISP），其厚度相比普通纸张并无很大变化。
可印刷剪切折叠比人手触觉灵敏
据常煜介绍，人的手最多可以分辨间隔2毫米的物体，而离子传感器的空间分辨率达到了0.5毫米。
其实纸张并不是第一次拥有触觉。此前，已经有电阻式、压电式、电容式的柔性压力传感技术，不过它们存在制备方法较为复杂、响应线性度和响应速度较低等问题。此外，之前的纸基传感器都未能充分利用纸张的可印刷、可剪切及可折叠的特点。
常煜说，团队开发的一体式离电子传感纸，很好地弥补了上述缺憾，不仅在灵敏度、柔韧度、透明度上有了提升，其制造成本也大大下降，“材料本身的成本比较低，主要是研发投入比较多。”常煜告诉记者。
相关技术还可用于可穿戴设备等方面
让纸张拥有触觉只是团队成果应用的一方面，一体式离电子传感技术还可用于可穿戴设备、医疗、机器人等方面。
比如基于离电子橡胶材料的电子皮肤，理论上可以比人手识别出更加精细的物体和纹理。常煜给记者现场演示，通过一个电子皮肤包裹的仿生指尖，可以轻松地触摸出盲文的纹理，帮助视觉障碍患者学习盲文。“此外，如果给服务机器人穿上电子皮肤，让它们拥有灵敏触觉，也可以改善人机交互方式，让它们更好地和人类互动。”常煜说。
此外，团队还制作了可穿戴折纸手环，可以直接测到脉搏波的信号，并从其中提取心率、呼吸、血压等各种有用信息，甚至可以分析人的情绪压力。而传统的手表手环使用光学测量原理，是间接的测量。“如果在现有的光学测量基础上加入压力测量，可以把手腕运动所产生的‘错误信号’剔除，使测量结果更准确。”常煜告诉记者。
此外，在医疗方面，由于传感原件的整体厚度可低至0.01毫米，并且具有良好的柔韧性和生物兼容性，让医疗器械穿上这层“触觉的外衣”，比如插入式的医疗导管，也可以实现患者生理压力的实时监测。