人類的手指不僅僅感知表面的感覺。它們還告訴我們很多關於表面之下的東西：例如，一次非常有力的握手可以揭示一些骨頭的位置，而且，如果用力戳，甚至可以找到肌腱。
受此能力的啟發，科學家們開發出一種指狀裝置，透過觸控物體表面，以 3D 方式繪製物體內部結構圖。早期的觸覺感測器可以檢測外部形狀、硬度和紋理，但無法檢測到表面以下的細節。在一項發表於《細胞報告-物理科學》的研究中，研究人員透過掃描模擬人體組織和電子電路測試了他們的裝置。
中國武夷大學工程師、該研究的合著者陳志明表示：“這種仿生手指在材料表徵和生物醫學工程方面具有令人興奮的應用前景。”“這項技術也可以應用於機器人和假肢，這將是我們下一個研究課題。”
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這種新型“手指”包含一個碳纖維觸覺感測器，當壓縮到較硬的物體上時，會返回更強的訊號。該裝置在物體表面移動，在每個位置戳刺幾次，以感受壓力水平的增加。這個過程可以揭示表面以下的細節，例如較軟材料內部的硬層。“當被這種仿生手指按壓時，硬物體保持其形狀，而軟物體在施加足夠壓力時會變形，”該研究的資深作者、武夷工程師羅建義說。“此資訊與記錄的位置一起傳輸到計算機，並即時顯示為 3D 影像。”
其他成像方法，包括 X 射線、PET、MRI 和超聲波，各有優缺點。X 射線具有健康風險，其他選擇則缺乏便攜性或速度。許多都很昂貴。新裝置不太可能比超聲波便宜多少，但它可能會提供更好的解析度。“它提供了另一種做事方式，在特定情況下具有自身的優勢，”倫敦大學學院工程師斯里拉姆·薩勃拉曼尼安說，他沒有參與這項工作。“我認為對印刷電子電路進行超聲成像並非易事。”
在模擬人體組織中，該裝置精確定位了骨骼和血管。對於封裝在軟材料中的柔性電子電路，它檢測到一個電路斷路和一個錯誤鑽孔。“當我們製造這些 [裝置] 時，我們總是擔心如果某些東西壞了，唯一知道的方法就是將其拆開，”薩勃拉曼尼安說。
該裝置將難以繪製外表面太硬的物體的地圖，並且可能會錯過硬層下方的細節。然而，研究人員計劃將他們的發明擴充套件到更多維度，或許也可以從其他方向進行探測。“這個系統可能會擴充套件到多個手指，就像我們的手一樣，以實現‘全方位’檢測，”陳說。“這將使其能夠獲得更完整的資訊。”