研究人员发明了一种电子皮肤（e-skin），它可以检测手势，提供照明反馈，同时不需要外部电源。这款电子皮肤源自一系列新的可穿戴技术创新。这项可穿戴技术是如何工作的？为什么它不需要输入功率就很重要？

什么是可穿戴设备？

目前市面上被贴上可穿戴标签的设备包括智能手表和监测心率、氧气水平和呼吸的健康带。然而，称这些设备为可穿戴设备有点牵强，因为它们通常又大又笨重，戴起来可能不舒服。计算机首先需要的是便携式电源。一个真正可穿戴的设备不仅穿着舒适，而且还可以根据人体的有机特性进行调整。

新的可穿戴技术面临哪些挑战？

由于电子器件本身的刚性，许多电子器件都面临着刚性的挑战。从电阻到晶体管，每个器件通常都是由硅或金属等不易弯曲的材料制成的。可穿戴设备面临的第二个问题是它们从哪里获得能量。同样，大多数电源并不灵活，这意味着用户需要随身携带电源。虽然可以制造超薄电池，但电池尺寸的缩小会导致电池容量的降低。因此，可穿戴电子产品需要消耗尽可能少的电力，以便能够使用低容量的电源。

引入自供电的电子皮肤

为了让人类与电路交互，需要一个转换阶段，将机器发出的电信号转换为人类的视觉或音频信号。反过来也是一样，要把人的机械信号转换成机器能理解的电信号，需要一个机电步骤。这一阶段消耗电力，目前还缺乏适合可穿戴电子产品的灵活人机界面。为了帮助解决这个问题，一组研究人员开发了一种灵活的电子皮肤，它不仅为用户提供触摸界面，还提供发光反馈。

这种被称为SUE skin的低功耗可穿戴设备是一种多层材料，包括荧光粉层、电极、卡普顿、屏蔽层和基板，这些材料可以通过滴铸快速生产出来。当皮肤被按压时，皮肤的机械发光特性在接触点提供光，而不需要外部电源。这种电子皮肤还可以检测触摸点，研究小组利用这种能力与微控制器一起识别多达156种不同的手势。该研究小组开发的SUE皮肤的一个显著优点是产生光所需的力很小；其他机械发光材料需要高于100kPa的压力，这对人类来说太大了。然而，这种皮肤的工作压力低至20kPa，因此非常适合用于可穿戴电子设备应用。

这种技术的应用范围超出了可穿戴设备。首先，机器人假肢可以通过使用一种可以识别各种手势的触摸传感器而受益匪浅。因此，用户可以使用SUE skin系统对诸如抓取和释放等功能进行预编程。使用SUE skin系统的简单性（在STM32微控制器上需要几个ADC通道），证明了可穿戴技术不仅可行，而且易于集成到从时尚到健身和健康的消费类电子中。