11月7日,大连理工大学力学与航空航天学院、工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室解兆谦教授(共同通讯作者)与美国西北大学John A. Rogers教授课题组、黄永刚教授课题组及西湖大学姜汉卿教授课题组合作,在《自然》(Nature)上发表了题为“基于生物弹性状态恢复的触觉感官替代”(Bioelastic state recovery for haptic sensory substitution)的研究论文。
这是解兆谦教授继2022年作为主要作者在《科学》(Science)发表“外周神经可逆传导阻滞的柔软且生物可吸收冷却器”(Soft, bioresorbable coolers for reversible conduction block of peripheral nerves)一文后取得的又一项重要成果。
2020年,解兆谦教授回母校加入郭旭院士团队。2021年他参与的研究工作发表于Nature,成为当期封面文章。解兆谦先后入选国家级青年人才、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、辽宁省优秀科技工作者等。在柔性电子力学及其应用领域,以第一/通讯作者(含共同)在Nature(2篇)、Science(2篇)、Nature或Science子刊(16篇)、JMPS(2篇)等期刊发表论文50余篇。
该研究发明了一种基于生物弹性状态恢复的无线、低功耗、多刺激模式触觉皮肤电子器件,通过力-电-磁控制的双稳态及压扭耦合结构力学设计,可实现对皮肤不同深度触觉机械感受器的动态和静态、法向力和剪切力的多模式激励。该可编程多模式触觉激励的皮肤电子器件在视觉、平衡感和触觉感官替代中存在广阔的应用前景。
经过人体测试实验,确切地证明了以下几点:首先,通过智能手机的LiDAR技术感知前方障碍物,并与触觉皮肤电子器件协同工作,能够为视力障碍者提供精确且可靠的导航指引。其次,利用智能手机内置的惯性测量单元(IMU)实时监测用户的身体姿势变化,并与触觉皮肤电子器件相结合,可以为用药后等平衡感受损的患者提供平衡感官替代方案。最后,通过IMU精准追踪脚步的方向以及与地面的相对角度,配合触觉皮肤电子器件,可以辅助糖尿病脚部感官缺失的患者调整步态,有效预防跌倒,从而实现对其脚部感官功能的精准替代。