斯坦福大学的科学家们已经开发出一种柔软、可伸缩的电子皮肤，它可以直接与大脑对话，模仿真实皮肤的感官反馈。如果这种策略得到改进，可能会为数百万假肢患者带来希望。
“我们受到自然系统的启发，想要模仿它，”王伟臣说，他的团队在《科学》杂志上发表了这一成功成果。“也许有一天，我们不仅可以帮助病人恢复运动功能，还可以恢复他们的感觉。”
在所谓的“电子皮肤”为人类带来希望之前，需要更快、更大、更复杂的电路。
但是，具有里程碑意义的是，该设备在实验室老鼠身上取得了显著的成功。当研究人员按压老鼠的电子皮肤并向它的大脑发送电子脉冲时，老鼠的反应是抽搐它的腿。
科学家们长期以来一直梦想着制造出不仅能恢复运动，而且能感知压力、温度和振动的假肢，从而帮助恢复更正常的生活质量。皮肤损伤和截肢会对感知和运动的循环造成巨大的破坏，所以即使是简单的任务，比如感觉或抓住一个物体，都是具有挑战性的。
波士顿东北大学(Northeastern University)电气与计算机工程教授拉文德·达希亚(Ravinder Dahiya)也在研究利用柔性电子技术开发人造皮肤，他说:“如果你拿起一杯啤酒，却感觉不到它不冷，那么你就尝不到正确的味道。”
电子皮肤也可以用来给机器人穿上外衣，这样它们就能像人类一样有感觉。这对机器人和人类有物理互动的行业的安全至关重要，比如在制造车间传递工具。
但是触觉是复杂的。人类的皮肤有数百万个感受器，当它们被戳、压、挤或烫伤时，它们会感觉到。它们的反应是通过神经向大脑发送电脉冲。大脑的反应是发回信息，告诉肌肉运动。
生物皮肤是柔软的，可以反复拉伸几十年。
由化学工程教授鲍哲南(Zhenan Bao)领导的斯坦福大学研究小组多年来一直致力于电子皮肤的设计。但早期的研究使用的是刚性电子设备和30伏的电力，需要10块电池，而且不安全。而且它无法在不失去电学特性的情况下承受持续的拉伸。
鲍在一份声明中说:“障碍不在于找到模仿人类触觉的非凡感官能力的机制，而在于只使用皮肤状材料将它们结合在一起。”
这种新型电子皮肤的创新之处在于，它使用了可拉伸有机晶体管的联网层，这些晶体管可以感知和传输电信号。当夹在中间时，这些层只有25到50微米厚——和一张纸一样薄，类似于皮肤。
它的网络就像传感器一样，能够感知压力、温度、张力和化学物质。它们将这种感觉信息转化为电脉冲。
这种电子皮肤只需要5伏特的电力。
为了测试该系统，斯坦福大学的研究小组将其植入一只活老鼠体内。当触摸老鼠的电子皮肤时，一个脉冲通过电线传送到老鼠的大脑——具体来说，是一个叫做体感皮层的区域，它负责处理身体的感觉。
老鼠的大脑通过向腿部发送电信号来做出反应。这是通过一种设备完成的，该设备可以放大并将大脑信号传输到肌肉，模拟神经系统中被称为突触的连接。
老鼠的腿抽搐了一下。值得注意的是，它的运动与不同的压力水平相对应，工程博士和新论文的第一作者王说。例如，该团队可以通过加大电子皮肤的力度来增加腿部的运动，从而提高信号的频率和晶体管的输出。
如果在人类身上进行测试，该设备将不需要植入电线来向大脑发送感觉信息。相反，该团队设想在电子皮肤和位于神经旁边的电刺激器之间使用无线通信。
美国矫形与假肢协会的乔·麦克特南说，这样的研究鼓励了技术进步，有朝一日可能为失去四肢的人提供实时生物反馈。
他说:“尽管这种皮肤技术相当新，但近年来已经有了重大的研究和发展，重点是为患者创造积极的触觉体验。”
剑桥大学的生物电子学专家Alejandro Carnicer-Lombarte在接受《自然》杂志采访时表示，斯坦福大学团队的闭环系统——从感觉到肌肉运动——“非常令人兴奋……这是一个概念的证明”。
他说，在人工假肢领域，大多数研究人员倾向于研究单个部件。“把这些事情按顺序结合起来，并不是微不足道的。”
“整个领域都在开发中，”Dahiya说。“要实现我们的目标，还需要几代人的发展。”
