義肢用電子皮膚を開発、温度と圧力を感知(Researchers develop electronic skin for prosthetics to sense temperature and pressure)

ad

2026-08-20 ワシントン州立大学(WSU)

ワシントン州立大学(WSU)の研究チームは、義肢に人間の皮膚に近い感覚機能を持たせるため、温度と圧力を同時に検知できる電子皮膚(e-skin)を開発した。研究の目的は、義肢の表面に柔軟なセンサーを組み込み、物体に触れた際の圧力だけでなく、熱さ・冷たさも検出できるようにすること。これにより、将来的には義肢使用者が外部環境から得られる感覚情報をより自然に受け取れる可能性がある。電子皮膚は、柔軟な材料とセンサーを組み合わせて機械的刺激や温度変化を電気信号に変換する技術で、義肢・ロボット・ウェアラブル機器などへの応用が期待されている。WSUは今回の成果を、触覚・温度感覚などを統合した「完全なバイオニックスキン」実現に向けた重要な基盤と位置付けている。

義肢用電子皮膚を開発、温度と圧力を感知(Researchers develop electronic skin for prosthetics to sense temperature and pressure)
A robotic hand fitted with 3D-printed sensor module developed by the research team. (Photo by Sravanthi Yalamanchili/WSU)

<関連情報>

義肢における質感および材質識別のための、形状認識型でカスタマイズ可能なマルチモーダルセンシングシステム A geometry-aware and customizable multimodal sensing system for texture and material identification in prosthetics

Hongyi Shen ∙ Nikolai Bogdev ∙ Yusen Zhang ∙ Shanshan Yao ∙ Prashanta Dutta ∙ Kaiyan Qiu
Cell Reports Physical Science  Published: July 27, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2026.103458

Highlights

  • “Scan-model-print” workflow enables seamless coverage over free-form regions
  • Modular, LEGO-like snap-fit sensing modules that support on-demand installation
  • Interlaced, decoupled pressure and temperature matrices increase sensing density
  • Neural network-based calibration and denoising in high-density sensing modules

Summary

The restoration of natural somatosensation remains largely absent in upper-limb prostheses. Current electronic skins are still limited by coarse resolution, planar form factors, and high fabrication cost. Here, we present a geometry-aware and customizable multimodal sensing system for prostheses that functions as a sensing component for mimicking human skin. The system integrates high-resolution and high-rate pressure and temperature mapping in conformal, free-form modules. A “scan-model-print” workflow converts a patient’s prosthesis topography into 3D sensor curvature for seamless surface conformity. Self-aligning snap-fit interconnects enable on-demand reconfiguration, while interlaced pressure and temperature matrices maximize spatial utilization. Compared with commercial glove sensors, the system achieves ∼10-fold finer spatial resolution for pressure and temperature. A multihead neural network performs real-time calibration and denoising, thereby reducing per-pixel error and improving signal fidelity. The system enables texture and material identification and provides a sensing platform toward personalized prostheses with integrated sensing and haptic feedback.

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました