三層電路貼在皮膚上，延展度 800%！這款「電子刺青」還能控制機器手

作者 雷鋒網 | 發布日期 2021 年 02 月 12 日 0:00 |

聽過「電子紋身」（Electronic Tattoo）嗎？早在 2013 年，Motorola 高級副總裁 Regina Dugan 就曾拿出看似普通紋身貼紙的產品。Regina Dugan 表示這款電子紋身是行動式智慧設備，可惜並未多展示充滿未來感的那面。

2016 年 YouTube 一支影片，幾位生物駭客展示將電子設備植入皮下的過程──設備差不多硬幣大小，由一個印刷電路板、5 個表面貼裝發光二極管（SMD LED）組成，由矽膠包裹，一塊 3 伏特電池供電。

設備植入並受磁鐵觸發後，LED 燈會發光，皮膚會出現一朵梅花。

如果你覺得電子紋身只是廠商炒概念、科學怪人開腦洞，那就錯了。

2018 年，美國卡內基美隆大學的科學家就將電子紋身寫進論文，用液態金屬合金塗覆銀奈米顆粒，兩者融合後形成電路，經過印刷，紋身就可輕鬆轉移到皮膚，且導電性也很高。

當時參與研究的卡內基美隆大學助理教授 Carmel Majidi 表示：這是電子印刷領域的突破。

就在最近，中國科學家也聯合打造出電子紋身。

2021 年 1 月 13 日，論文發表於《科學》雜誌子刊《科學─進展》，題為「Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect」（可實現摺痕放大效果的多層電子傳遞紋身）。

論文作者來自南方科技大學（深圳灣實驗室生物醫學工程研究所）、首都醫科大學生物醫學工程學院及中國科學院大學國家奈米科學技術中心。

什麼是「電子紋身」？

看過前文，大概能對電子紋身下個定義：「能直接貼在皮膚上的超薄電路」。電子紋身可隨著皮膚狀態任意拉伸彎曲，可說是穿戴式設備的最高境界了。運作原理是 NFC（Near Field Communication，近距離無線通訊），能讓設備靠近時交換數據的技術。

NFC 是在 RFID（無線射頻身分辨識）技術的基礎上結合無線連接技術研發而成，日常場景也為各類電子產品提供安全快捷的通訊支援。行動支付、文件傳輸、門禁、手機與車鑰匙集合的背後，都離不開 NFC──轉到電子紋身，NFC 可確保訊號傳遞。

其實電子紋身有很多用途，如耳機、無線收發器、電源、噪音檢測器、測謊儀等等。作者也提到：「電子紋身在皮膚健康和運動感測有很大潛力。」

然而電子紋身目前問題是：固形性、黏性和多層性等特性不能並存，是研究人員設計新型電子紋身的起因。

多層電子傳遞紋身

研究人員設計出「多層電子傳遞紋身」，即 multilayered electronic transfer tattoo（下稱 METT）。

為了組成多層電路模板，科學家用到兩種材料，一是金屬聚合物導體（metal-polymer conductors），二是彈性體嵌段共聚物（elastomeric block copolymer）。

METT 共有 3 層：

黏合層（adhesive layer）：很薄（~8μm）的壓敏膠，受外部壓力時，黏合層使 METT 與皮膚緊密附著。

釋放層（release layer）：矽酮膜，主要目的是便於電路模板從釋放膜剝離。

兩者間的電路模組：含 3 層電路，每層都嵌有可拉伸導體的聚苯乙烯─丁二烯─苯乙烯（SBS）薄膜（~14μm）。

第一、二層電路上有應變感測器，數量分別為 11 和 4，第三層電路上有一個加熱器。

由於金屬─聚合物導體（metal-polymer conductor）有良好延展、可重複性，因此可用作應變感測器。

如下圖 A、B 所示，基於金屬─聚合物導體的應變感測器電阻，隨著拉伸應變增加而增加，METT 甚至可容易拉伸到 800%，遠遠超過皮膚最大變形度。

METT 可用於溫度調節、運動監測和機器人遠端控制，具高延展性（800%）、固形性和黏性，可做到摺痕放大效果，因而能將聚集應變感測器的輸出訊號放大 3 倍。事實證明，無需任何溶劑或加熱，METT 就能在不同表面牢牢附著。

遠端控制機器手臂

不僅如此，為了展示新型電子紋身的可擴展性，科學家更製造出 7 層 METT，當成可拉伸加熱器。

上圖 A 是 7 層加熱器俯視圖，每個電路層都包含一個基於金屬─聚合物導體的加熱器，兩端有 2 個連接點，用於與其他層加熱器形成垂直電連接。因此，7 個加熱器就以串聯方式連接電源。

上圖 B 展示不同層基於金屬─聚合物導體的加熱器，透過連接點形成的電連接。

論文介紹，除連接點外，金屬─聚合物導體透過 SBS 形成良好電絕緣，熱成像時未發現短路。研究結論之一是，隨著層數增加，紋身的順應性隨厚度增加而降低，兩層電子紋身足以滿足大多數功能。

科學家將 METT 實際應用──透過手指彎曲發出的訊號放大，透過藍牙傳輸到機器手臂，因此 METT 能遠端控制機器手臂，模仿人手動作時也不會出現異常震動。

論文表示，團隊已透過 2 層 METT 做到以 6 個自由度遠端控制機器手，透過 3 層 METT 以 15 個自由度遠端控制機器手。

可肯定的是，未來電子紋身在醫療、VR 和可穿戴式機器人方面有巨大潛力。

附圖：▲ 蘋果手機上的 NFC 功能。
▲ 科學家測試 METT 應變感測器的機電性能。

資料來源：https://technews.tw/2021/02/12/multilayered-electronic-transfer-tattoo/

桃市府持續整合抗旱工作，備援、調度、節水三管齊下

桃園市長鄭文燦今（20）日上午主持桃園市第六次抗旱應變會議時表示，根據氣象局資料預測，至明（110）年6月春季之前，仍屬偏乾氣候，相關抗旱工作預估將長達8個月左右，市府將持續以「備援、調度、節水」3大策略共同協力抗旱，三管齊下，盼減緩石門水庫水量下降速度。截至今日上午，石門水庫蓄水率約5成，蓄水量約1億30萬噸，面對未來桃園水情可能持續不樂觀，請各單位上緊發條，持續加強節水宣傳工作，並超前佈署研擬相關對策，共同度過枯水期。

鄭市長表示，關於經濟部水利署北水局由龍潭打鐵坑溪抽水供自來水公司二區處使用，有部分居民不滿的問題，將請水務局與龍潭區公所協助北水局一同與民眾溝通，盼在水位容許範圍內且不影響附近居民用水權益下，持續供水給台水公司。 另外桃園工業抗旱水井原本盤整共計65口，經水質檢測及確認開放意願後，共計有60口可作為取水使用，將核發水權30%提供廠商間調水或讓民眾取水，後續請水務局整備相關取水設施。

鄭市長指出，在埤塘備援方面，桃園目前配合管制近百口埤塘禁止放水，然而台水公司目前僅使用桃園1-4號埤塘、社子1A、員08埤塘等3口埤塘，反向供水至大湳淨水場及平鎮淨水場。鄭市長請水利署與台水公司再重新規劃評估，盤點可作為備援水源用的埤塘並納入備援計畫，將水資源作最適當規劃並合理運用。倘若遇埤塘缺乏取水路、或需增設取水設備等，亦要積極整備所需的相關設備，期盼未來能持續與水廠串聯，有效整合水資源。

鄭市長說，面對嚴峻的水情，請水務局預先彙整備用水井、工業抗旱井及臨時供水站點位資訊，便利民眾可藉由「水情看桃園」App獲知，以便未來進入紅燈限水時，可就近取水，亦請經發局持續整合抗旱便民資訊，公開資訊讓抗旱更有準備。

鄭市長也說，針對桃園未來水情，如明（110）年仍無改善，則進入橙燈減量供水的機會將大幅提高，而最壞的情況將是進入紅燈分區供水，因此市府將持續超前佈署，做最壞的打算、最好的準備，整合相關抗旱計畫，包括將北區水資源中心每日5萬噸的放流水，提供2萬噸給工業用水量極大的南亞電路板公司，消防局水車亦盡量由北區水資源中心進行調度，以降低水耗。

水利署北水局課長李珮芸表示，針對桃園抗旱井水源備援盤點部分，目前於龍潭及楊梅地區設置7口抗旱水井，已於11月12日開始抽水併入石門大圳供自來水公司二區使用，累計抽水量達2.94萬噸。1-4號埤塘反送大湳淨水場作業則於11月4日開始，目前累計抽水量4.23萬噸；至於社子1A及員08池目前依照期程進行設備整備中，預計分別於11月30日及12月15日完成。

農業局長郭承泉表示，有關明（110）年第一期稻作是否停灌及相關停灌調適策略，農委會預訂於12月下旬決定後公告；另針對今（109）年度停灌補償金發放情形，截至11月17日為止，桃園地區共核撥4萬5,338筆，總金額計6億7,585萬。

###### 星期三的臺灣創業基地報報 第13彈 ######

前言編語：感謝粉絲團朋友長期關注我們每周三的創業基地介紹，支持就請給我們一個超級大愛心囉❤️，讓L編有更多動力找到你想要的空間。有任何工作空間都歡迎跟L編介紹，L編幫你或其他工作者架起中間的橋樑。

「KY三27文青基地」位在嘉義市西區國揚三街27號3樓。這一週L編邀請到空間承辦專員黃先生電話訪談，在嘉義的新創團隊不妨參考看看，以下是訪談內容：
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1️⃣空間成立的初衷與現況

當初發現，在地的創業青年如果想要了解創業資訊，必須跑到台中或高雄等大都會地區參加活動，長期下來，青年不是很了解可以運用哪些創業資源，而當時南台灣也沒有較成熟的創業基地。因此，大約在103年時，我們就開始了解嘉義的就業環境、產業狀況、青年想要創業的想法，以及全台灣創業環境概況，大都會有大都會地區的狀況與需要，那嘉義又如何呢?

在2016年11月我們正式開幕，並取名為「KY三27文青基地」，名稱有兩種涵義，第一個是我們基地位於國揚三街27號，故取名KY三27；另一個涵義是K代表知識，而Y則代表青年，我們希望青年可以在這裡獲取所需要的創業養分。創立初期，我們根據嘉義的產業特色，設定發展三項產業，分別為智慧醫療、精緻農業、長期照顧，於是開始招募團隊進駐，舉辦業師分享與課程講座，也提供共同工作空間。實際經營之後，我們發現嘉義新創團隊反而比多在做電路設計、服裝設計與旅遊活動，他們不缺工作空間，反而是希望利用這個空間去接觸到合適的創業資源。因此，我們後來轉型，把過去在文青基地常態舉辦的活動，都拉到新創團隊的經營場域裡，讓不同領域的青年直接在商業空間交流認識。
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2️⃣️空間設計的規劃

這個地方過去已經閒置約10年，透過空間的成立，呈現出完全不同的面貌，我們找街頭藝人把嘉義的特色元素塗鴉在牆壁上，而嘉義最大的水電行則提供材料，我們讓年輕人自己動手做裝置藝術，相關照片可以到粉絲團閱覽照片。
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3️⃣️在地推薦美食

噴水雞肉飯是大家知道的，而我個人比較推薦阿溪火雞肉飯(編按：Google有518則評論，平均4.2顆星)、林聰明砂鍋魚頭(編按：Google有4683則評論，平均4.1顆星)。
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4️⃣️團隊招募與進駐狀況

承上所述，實際經營之後，我們發現新創需求跟原有設想有所落差，因此我們轉變型態更符合現況所需，我們把實體活動拉到市區的各角落，也跟在地學校或文創園區建立起不錯的合作關係，舉例來說，嘉義大學比較缺乏商業輔導的能力，所以新創團隊發生問題時，會由我們來協助。我們希望讓嘉義有自己的在地創生圈，在這個圈圈中，有幾個核心的太陽，太陽周圍有各自的行星，彼此用太陽的力量去串聯協助行星發展。
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5️⃣️有興趣的話，歡迎跟我聯繫
KY三27粉絲團 https://bit.ly/2RkoCDu
☎️05-2248308
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