可穿戴设备，已经成为我们生活中极为常见的一种设备，它们体积轻巧、佩戴方便、检测数据齐全，但也存在一个很明显的缺点——无法适应运动状态的数据实时监测。为解决这一问题，科学家们近年来一直在不断探索新的解决方案，电子纹身应运而生。
“电子纹身”是一张可以直接贴在人体表面的超薄电路，与普通纹身不同，电子纹身无需外创即可紧紧贴在皮肤上，随皮肤可随意拉伸、弯曲，可用于检测心电、肌电等人体健康数据，被认为是可穿戴设备的终极形态。
近日，来自南方科技大学、首都医科大学和中国科学院大学的联合研究团队在电子纹身这一研究方向实现了新突破。他们开发出一种集成多层电路的电子纹身（multilayered electronic transfer tattoo，METT）。这种电子纹身兼具高延展性（8倍）、保形性和粘性等优点，可以嵌入手指皱褶和指纹等一些皮肤上细小的特征中，能够牢固地附着在皮肤上，且在皮肤表面经反复变形后也不会脱落。
事实上，可穿戴设备的研究与应用已有多年，大多数现已报道的可穿戴设备都基于硅胶基底设计，虽然这种基底具有良好的柔性和可拉伸性，且不会对人体组织造成损伤，但无法牢固地附着在人体皮肤上，当与人体粘合部位的皮肤变形时，设备就会脱落。
近年来，科学家们不断通过使用不同的材料、设计方法等，来探索设计性能更优越的电子纹身。为克服这些不兼容性，研究人员在此次研究中基于分层策略，设计了一个包含1个加热器和15个应变传感器的三层METT结构电路。该结构可以嵌入到手指折痕和皮肤上的指纹等细小特征中，以便在附着部位反复变形时，也可以牢固的附着在上面。
实验结果表明，该结构所使用的传感器在经过1000次拉伸后，也表现出了出色的可重复性，同时这种多层电路电子纹身能够实现皮肤折痕放大效果。
在应用层面，研究人员设计了三层电子纹身的横截面，在纹身结构中嵌入了液态金属颗粒，从而在每一层中形成导电网络，使用三层METT，通过位于皮肤上的传感器来测量手部的运动，可以测量15个手势的自由度。
测试结果显示，通过蓝牙将手指弯曲产生的放大信号传输到机械手，两层METT可以实时控制6个自由度的机械手。研究人员表示，METT结构可以通过增加机器手的自由度，应用于机器人控制系统，来远程执行微妙而复杂的任务，有望在医疗系统、虚拟现实和可穿戴机器人领域实现巨大应用。