智慧皮膚新突破！中興大學開發仿生觸覺電子元件登國際重要期刊

【 大成報記者蕭宇廷/臺中報導 】你能想像未來的機器人擁有如人類一般敏銳的觸覺嗎？國立中興大學研究團隊，成功開發出一種模仿人類觸覺機械受器的人工裝置，稱為「人工默克爾盤（Artificial Merkel Discs）」，為智能裝置開啟了全新的觸覺感知時代。這款革命性的人工觸覺裝置以二維材料為基礎，該研究由興大生醫工程所教授林淑萍與物理所教授林彥甫領導，成果並發表於高影響因子國際知名期刊《Materials Science & Engineering R》(IF:31.6)。

「默克爾盤」是人類皮膚中負責精細觸覺的感受器，可以感知輕微的壓力變化，如盲人藉由指尖默克爾盤來辨識點字。過往電子元件要達到仿生觸覺功能，電路板尺寸要將近手機螢幕大小；該團隊把元件超微型化、縮小近1千萬倍，等於頭髮直徑大小，且感應更加靈敏、大幅提高未來的整合應用性。

研究團隊運用二硫化鉬（MoS₂）做為導電通道、以六方氮化硼（h-BN）為絕緣層，並結合石墨烯（Graphene）浮動閘設計，打造出獨特的二維材料堆疊結構，不僅能夠模擬生物的神經突觸可塑性、還能展現獨特的觸覺反應特性。

林淑萍指出，這款人工裝置的核心能力，在於再現人類默克爾盤的兩大關鍵功能：精準定位的低頻響應(強化約11.23 Hz頻率的訊號)，以及側抑制周圍雜訊的特性；這與默克爾盤對低頻刺激（5~15 Hz）的敏感特性相符。而透過這些功能，裝置能有效模仿人類觸覺中對形狀、曲線等細節的精準感知。

更令人驚嘆的是，這項技術在智能裝置領域的應用潛力無可限量。透過模仿生物觸覺系統的「慢適應行為」，該裝置能融入電子皮膚（e-skin），未來可廣泛用於高精度義肢、機器人觸覺感應、警示系統，甚至是智能家居設備。

團隊表示，該人工神經裝置能與壓力感測器相結合，形成5×5的人工觸覺感知陣列。經由這樣的陣列，裝置不僅能感知方向和動作；甚至，能分辨出像「N」字母這樣的細微壓力圖案，讓機器真正具備「觸摸世界」的能力。

林彥甫強調，「這不僅是一項科技上的成就，也是邁向人工智能裝置未來的一大步，」。未來，團隊將致力於把這項技術推向量產化，為半導體與人工智慧產業，開啟更多可能性。

興大指出，在智能時代，觸覺不再僅屬於人類的專利。透過這項研究，人工裝置正逐步擁有與生物相似的感知能力，將替未來科技帶來更深遠的影響。