本期的前沿洞察主要围绕人工智能、机器人、医疗等多个领域展开：人体自身皮肤就可以打印“新皮肤”，可以拿起比自身重倍物品的机器手，最低调轻巧的脚踝外骨骼装置，能够随意移动的充电桩......

一起来看这些新技术吧：

利用人体自身皮肤来打印“新皮肤”

皮肤移植很常见，但也有很多缺点。“自体移植”是指从患者自身取部分皮肤移植到创伤处，但由于缺乏健康组织，自体移植很难实行，而“异体皮肤移植”有组织排斥的风险。

近日，位于北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆的维克森林再生医学研究所（WFIRM）的科学家们就发明了一种皮肤生物打印系统，这将有助于改善以上风险。这套系统利用人体自身的皮肤细胞来制造新的皮肤层，并将其直接涂在伤口上，以帮助修补通常需要皮肤移植的大面积伤口。

这是同类产品中首个可以将双层皮肤（角质形成细胞以及成纤维细胞）直接“印”在伤口上的生物打印机。

这台新机器比手持设备大得多，医院环境中仍然相对便携。机器可以被推到床边，病人可以躺在打印机喷嘴下，这为病人长时间接受治疗时提供了良好的条件。新打印机使用的是由病人自身细胞组成的“墨水”，这可以将排斥反应的风险降到最低。

在整个修复过程中，研究人员首先利用新型机器对健康的皮肤进行活检，从中分离出两种类型的皮肤细胞：帮助构建愈合伤口的结构纤维母细胞和皮肤最外层的角质形成细胞。然后将活组织检查样品增殖出更大量的细胞，机器并将其混合到水凝胶中以形成生物打印机的“墨水”，这就是修复伤口的“原材料”。

研究人员利用小鼠模型证明了这种方法的有效性，并且他们观察到新皮肤开始从伤口中心向外形成。下一步则需要进行人体临床试验。

最终，这种新设备将可能帮助一些烧伤患者、糖尿病溃疡患者和其他难以自行愈合的大面积伤口患者进行安全、快捷的治疗。

一款像“食人花”的机器人手，可以拿起其重量倍的物品

近年来，机器人的“手”正在变得越来越柔软。专家们通过使用柔软、柔韧的材料（如橡胶）来制作机器人的手指，这种软性机器人能够拿起葡萄、空瓶子等易损的物品，但它们仍然无法处理大件或重物。

为了让这些软性机器人的手更灵活实用，来自麻省理工学院和哈佛大学的研究人员已经开发出一种新的夹具，它柔软性很强，可以抓住更广泛的物体——如各种瓶瓶罐罐、锤子、酒杯、无人机、甚至是一朵花，同时也可以拿起重量是其倍的物品。

该夹具采用锥形设计、空心、由真空驱动，灵感来自“折纸魔术球”，可以包裹整个物体并成功拾取它。夹具有三个部分：基于折纸的骨架结构、用于包住结构的气密表皮和连接器。该团队使用了机械橡胶模具和特殊的热收缩塑料制造，可在高温下自行折叠。

这样设计的好处，使其既可以处理重物，也可以处理轻物体。物体可以既细腻又坚固，可以具有规则或是自由形状。

从目前处于测试的夹具原型来看，似乎更合适拾取像瓶子或罐子等圆柱形物体。对于平坦的物体，如三明治或书本，可能会难以抓取。但是研究人员介绍到：“这种机械手构造方法的一个关键特征是它的简单性，所使用的材料和制造策略使我们能够根据需要快速制作新的夹具原型，根据物体或环境进行定制。”

像亚马逊和京东这样的电商公司希望机器人能够拾取更多更精致或不规则形状的物体，以往的手指式和吸盘式夹具并不能满足这些需求，这款新研发的夹具，似乎是一种有效的解决方案。

未来，研究团队希望通过添加计算机视觉来尝试解决角度和方向问题，这将使夹具“看到”，并且可以抓住物体的特定部分。

迄今为止最低调轻巧的脚踝外骨骼装置

迄今为止，我们看到的外骨骼装置都很庞大，配带在身上时恐怕很难不被别人注意到。近日，美国范德比尔特大学的机械工程师研发了一款低调、轻巧且便宜的脚踝外骨骼，可广泛用于老年人，还有那些腿部肌肉力量受损的人和工作需要大量行走或跑步的工人。

在一项重大的设计进步中，该团队发明了一种无动力摩擦离合器机构，可安装在脚或鞋下，并且不会比常规的鞋垫更厚。整套设备包括一个柔软的小腿套和辅助弹簧，重量仅超过一磅。

它被认为是第一个可以在衣服下穿着而不限制运动的脚踝外骨骼。它不需要额外的组件，如背面或腰部携带的电池或执行器。

这种无动力的脚踝外骨骼制造成本很低，只有不到美元，而且是在不考虑制造优化和规模经济的情况下。

机械工程助理教授兼资深作者KarlZelik说：“我们的设计轻巧、低调、安静，不使用电机或电池，制造成本低，自然适应不同的行走速度，以协助脚踝肌肉。”“它的潜在的应用范围广泛，从帮助老年人保持活跃，到协助休闲步行者，徒步旅行者或跑步者。它还可以帮助减少涉及大量行走的职业疲劳，例如邮政和仓库工人，以及野外士兵。”

可移动的“充电桩”：太阳能充电拖车网络

随着电动汽车、滑板车和自行车慢慢渗透到社会中，对充电设施的需求大大增加。许多公司正在开发便携式的充电解决方案，在消费者需要的场地提供电力。

ChargeWheel正是这些公司之一，它正着手建立一个太阳能充电拖车网络，可以在任何地方移动以满足需求，以推动全球城市正在发展的微动能革命。

该公司正在制造可通过安装在背面的太阳能电池板产生能量的拖车，并用于为任何类型的电动汽车（EV）充电。该公司表示，每个拖车10小时的阳光会产生70％的电量，可以在以后存储和部署。当然，拖车也可以通过传统连接电网的方式充电。

任何人都可以申请ChargeWheel拖车，包括停车场经营者、车队运营商、市政当局，甚至是寻找柴油发电机清洁替代品的活动组织者。ChargeWheel还开发了用于监控消费者需求的软件，并帮助城市决定放置这些装置的最佳位置。

ChargeWheel首席执行官兼创始人HuzaifaMuhammad表示。“大型城市中心的电动汽车驾驶员缺乏直流快速充电器，这主要是由于冗长的许可和基础设施安装问题。”而ChargeWheel就是为了解决此问题。

每个ChargeWheel拖车可以通过直流（DC）充电方式为四辆电动汽车或辆电动滑板车/电动自行车充电。该公司表示，它计划通过订阅的方式收费，司机每年支付99美元，可在任何ChargeWheel地点无限制充电，此外还计划从车队运营商合同中赚钱。