比摸骨還神奇！全新仿生手指一摸就能畫出人／物體內構造

人類手指非常奇妙，擁有最敏感的觸覺感知。透過手指觸碰皮膚，我們不但能感受皮膚質感，甚至連底層骨頭形狀也能大致摸透。中國武夷學院科學家開發出模擬人類手指觸覺回饋系統的仿生手指，只需點按或刺戳物體（不論人體還是電子裝置）表面，就能搭配電腦描繪出底層細節。

武夷學院科學家團隊之前開發過人工觸覺感測器，但只能辨識並區別物體表面特徵，如外部形狀、表面質理及軟硬度，但表面下細節無從判斷。以往需仰賴 CT 電腦斷層掃描、PET 正子斷層掃描、超音波斷層掃描（Ultrasonic Tomography）或 MRI 磁振造影之類光學技術才能辦到。

科學家團隊開發出整合觸覺回饋系統的仿生手指，展現只需觸碰便能將底層細節描繪一清二楚的神奇技術，也為人體與柔性電子裝置的非破壞性檢測（Nondestructive Testing，NDT）提供基於非光學技術的新途徑。

我們用手指觸碰某物，神經觸覺回饋系統很複雜，首先皮膚會感受到壓縮或拉伸的機械變形（Mechanical Deformation），觸發皮膚機械感受器（Mechanoreceptors）發出電脈衝。電脈衝會通過中樞神經系統傳遞到大腦自體感覺皮質區（Somatosensory Cortex）。經過整合，大腦就能辨識我們接觸物體的特徵，包括形狀、表面質理及軟硬度。

仿生手指完全模擬這種觸覺回饋系統，科學家在仿生手指頂部安裝金屬圓柱體充當人類手指指尖，同時以碳纖維束為觸覺機械感受器，並與訊號處理模組相連接。仿生手指透過週期性施加壓力「掃描」目標物體表面，同時會壓縮碳纖維，材料壓縮程度代表物體相對軟硬度，資訊會連同記錄到物體表面觸碰位置的資料一併發送到電腦，電腦再將資料轉換成 3D 立體圖像。

團隊測試多次，某次測試為一硬材質字母 A 模型上覆蓋一層軟矽膠，結果仿生手指一邊觸碰一邊偵測到字母 A，並繪出 3D 立體圖像。另一項測試是讓手指觸碰有瑕疵的電子裝置，又成功描繪內部零組件 3D 圖。神奇的是，舉凡電路斷開位置，以及電路板不良通孔等瑕疵都能清楚一一繪出。