Microsyst. Nanoeng. | 数字“切脉”：清华大学新研究让医生实现“悬丝诊脉”，远程感知心跳的细微搏动

远程医疗在近年来飞速发展，但始终有一个难以逾越的障碍——触觉。对于许多依赖触诊的医学领域，尤其是讲究“浮、中、沉”和“滑、涩、弦、紧”等细微脉象变化的中医脉诊而言，无法亲手触摸，就如同失去了诊断的“眼睛”和“耳朵”。

现有的触觉反馈技术，无论是笨重的电磁、气动装置，还是反馈力微弱的压电材料，都难以满足医疗诊断所需的高度灵敏和精确。如何创造一种足够真实的数字脉搏？这正是清华大学团队致力解决的核心难题。

该团队的答案是一种全新的“电渗流液压”技术。在一个充满微小孔道的材料中，当施加一个微弱的电场时，液体中的离子便会像听从号令的士兵一样，开始定向移动，进而带动整个液体流动起来。这便是“电渗流”的魔力。它无需任何机械泵或阀门，就能产生精确可控的液压。

图1：远程脉搏诊断-脉搏触觉再现接口（PHRI）系统的原理和设计

研究团队基于此原理，设计了一个厚度仅有3.5毫米的紧凑设备。其内部由微电极、多孔玻璃纤维和一种特殊的电渗流体构成。当系统接收到患者的真实脉搏信号后，会将其转换为变化的驱动电压。这个电压精准地“指挥”着设备内的液体流动，推动表面的柔性材料产生微小的起伏和压力变化——一个与源头几乎完全相同的“数字脉搏”就这样被实时创造了出来。

实验结果证明，这套PHRI系统性能极为卓越。

这意味着，无论脉搏是强劲还是微弱，是平稳还是急促，PHRI系统都能精准地传达给远方的医生。

文中提出的电渗流驱动和高保真触觉反馈技术，其核心原理在其他前沿科技领域也已有应用或正在探索。例如，在可穿戴辅助设备方面，一些先进的盲文显示器也开始摒弃传统的机械针脚，探索使用气动或液压微驱动阵列来形成可刷新的盲文点，这种方式可以使设备更轻薄、更安静。此外，电渗流泵本身作为一种超精密的流体驱动技术，早已是“芯片实验室”（Lab-on-a-Chip）和微量药物输送系统的核心部件，用于精确控制纳升级别的液体样本进行生化分析。

这项研究的意义远不止于中医现代化，它为所有需要远程触觉感知的领域打开了一扇新的大门。从帮助外科医生在远程手术中感受真实的组织反馈，到让工程师远程检查设备的微小振动，再到为元宇宙用户提供更加沉浸式的虚拟触感，这项技术都展现了巨大的应用潜力。

清华大学的这项工作，不仅让延续千年的“悬丝诊脉”传说以现代科技的方式得以实现，更让我们看到了一个“万物皆可触”的远程交互新时代的到来。