人类的手指不仅仅感知表面的感觉。它们还告诉我们很多关于表面之下的东西：例如，一次非常有力的握手可以揭示一些骨头的位置，而且，如果用力戳，甚至可以找到肌腱。
受此能力的启发，科学家们开发出一种指状设备，通过触摸物体表面，以 3D 方式绘制物体内部结构图。早期的触觉传感器可以检测外部形状、硬度和纹理，但无法检测到表面以下的细节。在一项发表于《细胞报告-物理科学》的研究中，研究人员通过扫描模拟人体组织和电子电路测试了他们的设备。
中国武夷大学工程师、该研究的合著者陈志明表示：“这种仿生手指在材料表征和生物医学工程方面具有令人兴奋的应用前景。”“这项技术也可以应用于机器人和假肢，这将是我们下一个研究课题。”
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这种新型“手指”包含一个碳纤维触觉传感器，当压缩到较硬的物体上时，会返回更强的信号。该设备在物体表面移动，在每个位置戳刺几次，以感受压力水平的增加。这个过程可以揭示表面以下的细节，例如较软材料内部的硬层。“当被这种仿生手指按压时，硬物体保持其形状，而软物体在施加足够压力时会变形，”该研究的资深作者、武夷工程师罗建义说。“此信息与记录的位置一起传输到计算机，并实时显示为 3D 图像。”
其他成像方法，包括 X 射线、PET、MRI 和超声波，各有优缺点。X 射线具有健康风险，其他选择则缺乏便携性或速度。许多都很昂贵。新设备不太可能比超声波便宜多少，但它可能会提供更好的分辨率。“它提供了另一种做事方式，在特定情况下具有自身的优势，”伦敦大学学院工程师斯里拉姆·萨勃拉曼尼安说，他没有参与这项工作。“我认为对印刷电子电路进行超声成像并非易事。”
在模拟人体组织中，该设备精确定位了骨骼和血管。对于封装在软材料中的柔性电子电路，它检测到一个电路断路和一个错误钻孔。“当我们制造这些 [设备] 时，我们总是担心如果某些东西坏了，唯一知道的方法就是将其拆开，”萨勃拉曼尼安说。
该设备将难以绘制外表面太硬的物体的地图，并且可能会错过硬层下方的细节。然而，研究人员计划将他们的发明扩展到更多维度，或许也可以从其他方向进行探测。“这个系统可能会扩展到多个手指，就像我们的手一样，以实现‘全方位’检测，”陈说。“这将使其能够获得更完整的信息。”