如何让机器人拥有触觉？多功能电子皮肤“探路”

• 2023-03-28 22:11:27 来源：科技日报

(相关资料图)

科技日报记者 金凤

为机器人穿上一层智能的电子皮肤，也许它们可以像人一样感知环境，在更多的场景里帮助人类开拓未知疆域。3月28日，记者从东南大学获悉，该校团队近日研发出一款可以感知温度、压力、湿度等环境信息，同时具备可拉伸、自愈合、抗菌性等特性的全属性凝胶电子皮肤。最新成果在国际学术期刊《美国化学学会·纳米》在线发表。

“所谓电子皮肤，指的是一种像皮肤一样柔软、呈弱酸性、能抑菌、自愈合的特殊材料。在通电的情况下，它还能感知环境的温度、压力、湿度等信息。”该论文的第一作者、东南大学电子科学与工程学院博士段升顺一边向记者解释，一边用手托着一条细软的材料。它看上去像胶条，但比胶条柔软许多，有种皮肤的细腻、湿润感。

“一直以来，电子皮肤研究难度很大，难点在于大家找不到合适的复合材料，以同时实现类似人类皮肤的物理化学属性和刺激感知属性。”段升顺解释，在此次研究中，他们以蚕丝为基础材料，再添加部分关键制剂研制出这款特殊的电子皮肤。

“蚕丝是一种蛋白材料，很柔软。我们在其中加入具有吸水特性的钙离子、呈弱酸性的氢离子，和对环境刺激比较敏感的二维纳米材料进行合成。”段生顺介绍，成型后的这款电子皮肤，可修复、可降解，有一定的弱酸抑菌性、能防火，也能感知10千帕以下的压力、-20至80摄氏度的温度等环境信息。

“而且，电子皮肤还有自愈合能力。如果被划伤，也不需要借助胶水粘合，可以把另一片电子皮肤像创可贴一样贴在上面，完成皮肤移植。”段生顺说。

电子皮肤是一种触觉传感器，被视为关键“卡脖子”技术。

该论文的共同通讯作者、东大电子科学与工程学院副院长吴俊介绍，目前电子皮肤研究面临两大挑战，一是亟需提升单个器件性能的稳定性，二是需要将多种功能进行集成耦合。

“值得期待的是，电子皮肤的应用前景广阔。”吴俊介绍，现有机器人往往依赖视觉感知环境、作出决策，如果机器人能有强大的触觉感知能力，即使被蒙上“眼睛”，或者身处黑暗，也能感知环境。机器人视触结合的环境认知能力在复杂作业场景中，将具有广阔的应用价值。

标签：

推荐阅读

猜您喜欢