想象一下，通过隐形眼镜在虚拟现实中导航或在水下操作智能手机：这一切很快可能会成为现实，这得益于创新的电子皮肤。一个研究团队开发了一种电子皮肤，能够用一个全球传感器检测和精确跟踪磁场。该人造皮肤不仅轻便、透明和可渗透，而且还模仿了真实皮肤与大脑之间的相互作用，正如该团队在《自然通讯》杂志上报告的那样。
最初为机器人技术开发的电子皮肤模仿了真实皮肤的特性。它们可以给机器人提供触感，或替换人类失去的感官。有些甚至可以检测化学物质或磁场。但该技术也有其局限性。高功能的电子皮肤往往不实用，因为它们依赖于广泛的电子设备和大电池。“以往的技术使用了众多单独的传感器和晶体管来定位磁场的来源，类似于智能手机显示屏中的触摸传感器。我们的想法是开发一种更节能的系统，更像我们柔软的人皮肤，因此更适合人类，”来自HZDR离子束物理与材料研究所的Denys Makarov说。
因此，研究人员用一层仅几微米厚的薄膜替换了通常承载电子设备的刚性、笨重的基底。这整个膜是光学透明的且有孔，使得人造皮肤能够透气，使底下的真实皮肤得以呼吸。
然而，这种超薄膜能够容纳的电子元件数量有限。这就是为什么新的电子皮肤具有一个磁敏感的功能层，它充当全球传感器表面，以精确定位磁信号的来源。由于磁场会改变材料的电阻，中央分析单元能够基于这些变化计算信号的位置。这不仅模拟了真实皮肤的功能，还节省了能量。
“这种大型磁敏感智能皮肤是一个新颖的存在，”来自HZDR的博士生、研究的第一作者Pavlo Makushko说。“从概念上讲，现在的电子皮肤更像人体。无论我触摸真实皮肤的哪个地方，信号总是通过神经传递到大脑，大脑处理信号并记录接触点。我们的电子皮肤也有一个单一的全球传感器表面——就像我们的皮肤。而且一个单一的中央处理单元重构信号——就像我们的脑部一样。
这一切都得益于断层扫描，这是一种在医学MRI或CT扫描中使用的方法。它从大量的单个图像中重构信号的位置。这项技术对具有磁场传感器的电子皮肤来说是全新的——以前被认为对传统的磁敏感材料的低信号对比度太不敏感。正如Makushko强调的那样，我们通过实验验证了这种方法，是这项工作的一个重大技术成就。
新电子皮肤无缝跟踪信号路径，使得能够应用于识别数字模式的操作，使用磁性触控笔书写、在虚拟现实中进行无接触交互，或在极端环境下操作智能手机，甚至在潜水时。通常，佩戴磁感应人造皮肤的主体不是人类，而是机器。
同时，磁场传感器比传统电子设备更不容易受到干扰。机器人系统可以利用它们检测运动，即使在其他方法失败的复杂环境中。在冬季，用户可以通过附有光学透明磁传感器的手套指尖上的磁性贴片操作智能手机，而不受第三方电子设备的干扰。磁感应并不充当指南针，而是提供了人类和机器之间独特的通信渠道。
