兩年前，斯坦福大學化學工程系教授、美國工程院院士鮑哲南在斯坦福創(chuàng)建了可穿戴計劃中心，將不同學院、不同學科的學生和教師們集合在一起共同研究“柔性電子器件”。

　　在鮑哲南看來，十年、二十年之后，智能手機已經不再存在，但智能手機的功能會逐漸的分解成穿戴的衣服，或是皮膚表層。

　　“在未來，像皮膚一般的電子設備將會扮演著非常重要的角色，將會是我們和外部進行交流的方式，也會是我們人際交流的方式。”在11月17日舉辦的F2 科學峰會上，鮑哲南如是說。

　　作為數(shù)據(jù)信息的入口，傳感器的核心是材料技術創(chuàng)新。鮑哲南坦言，人工皮膚很重要的一點，就是可以像人的皮膚一樣有很靈敏的功能，利用這個功能，可以得到很精確的脈搏跳動，可以做成血壓計，這是一個比較早期切入市場的方向。

　　可植入設備也是鮑哲南教授的研究方向之一。關于可植入設備，鈦媒體曾報道過，因YY李學凌朋友圈意外走紅的“植入芯片”，實際上是其AI慢病管中的一款醫(yī)用級傳感器，這些醫(yī)用級生物傳感器為普通用戶打開了一個觀察自己身體運作的窗口，讓原本被放養(yǎng)的健康數(shù)據(jù)有了自我精細管理的可能。

　　Fusion Fund 創(chuàng)始合伙人張璐從本科就開始讀材料工程，她經常被問到一個問題，你們專業(yè)能做什么？張璐認為，材料科學工程，材料化學工程，柔性材料，都是離商業(yè)應用非常近的學科，未來應用的前景非常巨大。

　　為探討柔性電子器件的研發(fā)現(xiàn)狀與商業(yè)化前景，在F2 科學峰會上，張璐、鮑哲南教授與哈佛大學講席教授、美國藝術與科學學院院士、美國工程院院士、美國國家發(fā)明家科學院院士、美國科學院院士George M.Whitesides，新加坡南洋理工大學材料科學與工程學院教授和副院長、南洋理工大學柔性器件創(chuàng)新研究中心主任陳曉東展開了一場討論。

　　George M.Whitesides認為用柔性材料做成傳感器，并且讓它植入在人體內或者皮膚下，這可能是未來的一個領域。

　　張璐有著同樣的看法，她認為人工皮膚技術的出現(xiàn)讓個性化醫(yī)療、持續(xù)性監(jiān)控變得更加容易。“我們希望所有未來的設備，還有醫(yī)療器械，都可以更加的小型化，現(xiàn)在人工皮膚，包括柔性電子器件，不僅小型化，還有柔性化，無感的使用，成為人體的延伸。”

　　陳曉東的課題組最近做了兩件事情，把柔性的超級電容器變成紙一樣，貼在皮膚上；又做成三維，可以任意折疊變成二維。“這是超過我們平常想象的事情，可以做的東西很多，完全可以改變很多工業(yè)上現(xiàn)有的處理方法。”

　　以下是圓桌實錄，鈦媒體編輯刪減整理：

　　談人工皮膚

　　張璐：在數(shù)據(jù)信息時代，任何一個數(shù)據(jù)信息都需要信息入口，最重要的一層就是傳感器，傳感器核心就是材料技術方面的創(chuàng)新。鮑教授人工皮膚應用在醫(yī)療方面進行了許多探索，請您多介紹一下？

　　鮑哲南：人工皮膚很重要的一點，就是可以像人的皮膚一樣有很靈敏的功能，我們利用這個功能，可以得到很精確的脈搏跳動，利用這個原理可以做成血壓計，使測血壓連續(xù)性測試，甚至在小孩嬰兒身上也可以來測試。人工皮膚雖然在未來有很多應用，但是近期這是一個比較早期切入市場的方向。

　　人工皮膚的感知、觸覺，這只是其中的一部分傳感的功能，還有肌肉運動的電信號，腦電波，心電波，更重要的是一些化學的信號，這些化學信號可以從唾液中測到，可以從汗液中測到。這些數(shù)據(jù)是非常多的數(shù)據(jù)，而且每一個人在不同的時間，所測到的信號都會變化。

　　如果要真的從這些信號當中取到很有用的信息，并通過信息能夠推理出這個人的健康狀況和情緒狀況，在這個情況下大數(shù)據(jù)的處理、人工智能是非常重要的。因為這些數(shù)據(jù)并不是沒有規(guī)律，需要人工智能將這些傳感器所收到的信號結合起來進行處理，這是將來發(fā)展的趨勢。

　　張璐：也就是說人工皮膚技術的出現(xiàn)讓我們以后的個性化醫(yī)療、持續(xù)性監(jiān)控變得更加容易。我們希望所有未來的設備，還有醫(yī)療器械，都可以更加的小型化，現(xiàn)在人工皮膚，包括柔性電子器件，不僅小型化，還有柔性化，無感的使用，成為人體的延伸。

　　談軟體機器人

　　張璐：下面一個問題，George M.Whitesides，您最近做了很多軟體機器人的實驗和研究，同時也有很多研究是在臨床應用方面的，我想了解一下柔性材料還有機器人在醫(yī)療方面應用的情況是什么。

　　George M.Whitesides：我們可以去想象，在柔性材料和醫(yī)療方面的關系，兩者之間的關系直接想到的就是人的手，在醫(yī)療保健的過程中，護士是非常重要的角色，因為醫(yī)生可能會做一些手術。但是很多醫(yī)療的照顧和看護都是由護士來實現(xiàn)的，會做很多患者所需要的醫(yī)療服務。護士是否能夠解決所有問題，尤其是中國和美國在人口不斷增加的情況下，護士的數(shù)量是否足夠？這是兩國所面臨的一個問題。

　　我認為在醫(yī)療的角度，我們不僅僅要關注于臨終關懷，對于各個階段的病人來講都需要關注，尤其是對于兒童，在兒童時期的醫(yī)療對他的一生都會有影響，我們希望能夠在這方面來進行研究。所以，不僅僅是在研究癌癥方面的內容，同時也進行其他年齡段的研究。

　　還有醫(yī)藥企業(yè)，他們本身是有一定商業(yè)模式的，從商業(yè)的角度來講，可能會有更加有說服力，可以推廣相關的技術，很多人都會用非常高的價格使用這些新的材料和技術。

　　張璐：有些時候技術并不能解決所有問題，我們當然非常希望這些材料能夠應用到傳感器和控制器上，但是我們在這方面如何能夠做到呢？

　　George M.Whitesides：關于控制的問題，它是一種非常直接的方式，比如如果我們的系統(tǒng)本身有一定的自身局限性，是不是能夠很好的實現(xiàn)抓取的動作呢？這些都是我們要考慮的。另外，我們要考慮技術開發(fā)的目的是什么，比如有些材料是柔性的，是否能夠應用在人體方面，用柔性材料做成傳感器，并且讓它植入在人體內或者皮膚下，這可能是未來的一個領域。

　　所以在這個過程中，人體工學也是非常重要的領域，人體肯定跟計算機設備有很大的差別，我們要用非常復雜的但是又易于操作的設備，這樣才是比較好的解決方案。我們有這樣應用的界面，有一些傳感的功能。

　　鮑哲南：對于材料響應性研究方面而言，已經取得了一些成績，目前對于四種不同的刺激，材料已經能夠具有較好的響應。比如化學信號響應，光響應，溫度響應等等。這些不同的響應行為如果能夠整合到一起，也許能夠有進一步的應用場景。

　　柔性電子器件的商業(yè)化挑戰(zhàn)

　　張璐：您做了很多柔性器件的應用和大規(guī)模量產，從柔性電子器件到量產，到大規(guī)模商業(yè)化，面臨的最大挑戰(zhàn)什么？

　　鮑哲南：柔性電子的生產，因為不是傳統(tǒng)電子工業(yè)的生產，生產設備、新的材料，還要考慮到一套工序之后最終產品的產率，這是一個很有挑戰(zhàn)性的事情。提高產品的成功率，也就是保證生產出來的器件都要能夠工作，這是最困難的事情。

　　而且需要不同的材料疊加起來，可能有幾十層的材料，每一層材料需要有好幾種工藝，做成的時候大概有幾百步的工序，每一步都需要百分之百的成功率，是非常具有挑戰(zhàn)性的。很高興看到柔宇可以把電子屏幕量產化，這是非常重要的里程碑。

　　陳曉東：對于未來的柔性電子器件，最理想的是完全可拉伸、可折疊的，如果這個問題跟工業(yè)界、投資界去說，他們等不了十年、二十年，現(xiàn)在有一個復合電子學，把傳統(tǒng)的技術加上柔性的、可拉伸、傳感的結合在一起，變成有顯示產品。大家已經在市面上看到這樣的產品了，對業(yè)內來說是很令人鼓舞的事情。

　　談柔性電池

　　張璐：當我們討論到未來電子設備的時候，肯定是要考慮到電池，還有用電的問題，對于很多應用來講都有很多問題，對于柔性技術來講是不是不會用太多的電池，我們用現(xiàn)在的電池有足夠了？還是說需要新的技術？

　　George M.Whitesides：軟性材料非常輕，不需要太多散熱功能，因為本來就可以散熱。但是在這里面有一些非常有意思的地方，比如其中一點，對于那些沒有所謂的連接點的，或者沒有可移動的那些部分，在進行設計的時候要用不同的設計，有些時候材料可能特別貴，如果不能用電池，用一次就扔掉可能太貴了。因此從這里面來看，如果未來有極大需求，這些具體的問題是需要具體解決的。

　　張璐：我們有沒有可能把電池技術和柔性技術結合在一起變成柔性電池呢？

　　George M.Whitesides：早期有很多人想發(fā)明這種柔性電池，現(xiàn)在也有個很大的問題，說到電池就是那些元素，沒有辦法使用完全全新的要素來制作電池。如果說我們把它們做得非常柔軟，就要特別注意離子到底怎么運動，電池本身是非常復雜的。我們必須要利用現(xiàn)在的電池技術，把它和現(xiàn)在的柔性技術結合在一起，而不是發(fā)明全新的柔性電池，這種是沒有市場的。

　　張璐：剛剛也說到我們所看到的并不是所謂的數(shù)據(jù)，看是不是有市場潛力。

　　陳曉東：必須要講材料的好處，我覺得柔性電池，或者超級電動器，有很大的潛力存在的地方，比如我們課題組最近做了兩件事情，把柔性的超級電容器變成跟一張紙一樣，任何的剪裁，可以變成圖案化，有點像紋身，貼在皮膚上。我們又做成三維的，可以任意折疊變成二維的，也可以伸展成三維的，跟紙一樣，這是超過我們平常想象的事情，可以做的東西很多，完全可以改變很多工業(yè)上現(xiàn)有的處理方法。

　　張璐：鮑教授也有這方面的研究，人工皮膚這個項目也是非常典型的應用。

　　鮑哲南：對，超級電容是一個可能性，另外，鋰電池也可以把它變成柔性的，甚至是可拉伸性的。就像曉東剛才說的，在材料科學，材料化學上，有很多新的挑戰(zhàn)性，從研究的角度來說，這是新的研究方向，隨著可穿戴電子越來越廣泛的推廣，電池是一個非常重要的問題。

　　我們有些可穿戴的，比如測心跳的，本來整個產品已經可以做到非常小，非常薄了，就是因為電池像鈕扣一樣很厚，使得整個產品是厚厚的產品，電池如果能做到輕薄，會有很多新的機會，而且電池如果是很薄，就像曉東講的，可以做成很多不同的形狀，設計上方面又有很多的可能性。

　　張璐：我們有了傳感器，幫助我們更加了解自己的健康，通過大數(shù)據(jù)更好的了解我們的身體，很多疾病是可以被預防的，可以減少很多問題。柔性電子器件的未來非常巨大，哪個具體的方向是現(xiàn)在的沒有解決的問題呢？

　　陳曉東：從硬的變成軟的，已經有很多很多難點。從應用角度來說，到底硬在哪里，比如從醫(yī)療，駕駛，比如我們車上有傳感器，飛機上有傳感器，包括軍隊在使用的，飛行員也有傳感器，我們有航母，航母也有傳感器，可用的東西非常多。

　　我現(xiàn)在更愿意往回退一步，不用想那么多應用的問題，只想一個問題，怎么把柔性電子器件，把傳感器做好，把系統(tǒng)做好，后面可用的東西不一定非得我來做，我們有這么多人，他們可以把這些應用用不同的領域，甚至超過我想象的地方。我個人對于搞材料來說，包括技術相關的，就把它真正做到極致為止，做到別人不能做，只有你能做到。

　　談腦機接口與柔性材料

　　現(xiàn)場觀眾提問：教授們好，我想陳教授和鮑教授一個問題，你們剛才講到柔性材料大多是傳感器相關的，我們現(xiàn)在對腦機交互非常感興趣，提升注意力等一些東西，有沒有可能柔性材料做到跟刺激相關的東西，幫助人們提升注意力，或者輔助睡眠。如果不可以，技術難點在哪里？

　　鮑哲南：去測腦電波，現(xiàn)在有一些不同的技術，用柔性的材料去測腦電波其實是很重要的發(fā)展方向，因為現(xiàn)在已有的電極，要么是很硬的用金屬做的，直接植入腦內，會損害軟的腦組織。另外一點，用柔性的電極，不但會跟腦組織柔性匹配，另外通過設計這些材料，可以使得它們相比金屬電極具有更高的靈敏性，獲得更多信號，如果用來做腦刺激，用更小的電壓就可以得到同樣的效果。所以，不單具有生物上的匹配性，另外會有更好的功能。

　　陳曉東：有很多挑戰(zhàn)問題，舉個例子，我們所有人都有這種經歷，小木刺刺到手指里，一定要拿出來，否則會很疼。如果是刺到腦顱里面，你覺得會不會有問題？這些是材料科學家要解決的問題，怎么把電極做得更軟一點，具有更好的生物相容性，更加舒適，因為舒適度很重要。這就是材料科學家能做的事情，我個人非常歡迎大家有興趣的人進來。

　　張璐：修復腦損傷和提升腦功能，都要涉及到嵌入式的設備。做得好的公司已經在用這種柔性材料了，這個行業(yè)做的第一家公司也是這個技術做得很好的，我也是他們的投資人，他們從2015年開始利用納米纖維，做成柔性器件，植入大腦之后去實現(xiàn)一些功能。現(xiàn)在已經拿到美國國防部幾千萬的資金進行商業(yè)研發(fā)，建議你去看這類公司的發(fā)展，這才是真正腦機接口的應用，應用的核心已經是我們的柔性材料了。