智慧皮膚新突破！中興大學開發仿生觸覺電子元件登國際期刊

【記者 廖美雅／台中 報導】國立中興大學今(20)日記者會上表示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林淑萍教授與物理所林彥甫教授領導，成果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，該團隊將元件超微型化，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）作為導電通道、六方氮化硼（h-BN）作為絕緣層，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。

「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。」教授林淑萍說明。「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」，這項人工神經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。

團隊指出，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。透過這樣的陣列，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。

「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，」教授林彥甫強調。「未來，我們將致力於將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。」（照片／記者廖美雅翻攝）