如何讓機器人擁有觸覺？多功能電子皮膚“探路”

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科技日報記者 金鳳

為機器人穿上一層智能的電子皮膚，也許它們可以像人一樣感知環境，在更多的場景里幫助人類開拓未知疆域。3月28日，記者從東南大學獲悉，該校團隊近日研發出一款可以感知溫度、壓力、濕度等環境信息，同時具備可拉伸、自愈合、抗菌性等特性的全屬性凝膠電子皮膚。最新成果在國際學術期刊《美國化學學會·納米》在線發表。

“所謂電子皮膚，指的是一種像皮膚一樣柔軟、呈弱酸性、能抑菌、自愈合的特殊材料。在通電的情況下，它還能感知環境的溫度、壓力、濕度等信息。”該論文的第一作者、東南大學電子科學與工程學院博士段升順一邊向記者解釋，一邊用手托著一條細軟的材料。它看上去像膠條，但比膠條柔軟許多，有種皮膚的細膩、濕潤感。

“一直以來，電子皮膚研究難度很大，難點在于大家找不到合適的復合材料，以同時實現類似人類皮膚的物理化學屬性和刺激感知屬性。”段升順解釋，在此次研究中，他們以蠶絲為基礎材料，再添加部分關鍵制劑研制出這款特殊的電子皮膚。

“蠶絲是一種蛋白材料，很柔軟。我們在其中加入具有吸水特性的鈣離子、呈弱酸性的氫離子，和對環境刺激比較敏感的二維納米材料進行合成。”段生順介紹，成型后的這款電子皮膚，可修復、可降解，有一定的弱酸抑菌性、能防火，也能感知10千帕以下的壓力、-20至80攝氏度的溫度等環境信息。

“而且，電子皮膚還有自愈合能力。如果被劃傷，也不需要借助膠水粘合，可以把另一片電子皮膚像創可貼一樣貼在上面，完成皮膚移植。”段生順說。

電子皮膚是一種觸覺傳感器，被視為關鍵“卡脖子”技術。

該論文的共同通訊作者、東大電子科學與工程學院副院長吳俊介紹，目前電子皮膚研究面臨兩大挑戰，一是亟需提升單個器件性能的穩定性，二是需要將多種功能進行集成耦合。

“值得期待的是，電子皮膚的應用前景廣闊。”吳俊介紹，現有機器人往往依賴視覺感知環境、作出決策，如果機器人能有強大的觸覺感知能力，即使被蒙上“眼睛”，或者身處黑暗，也能感知環境。機器人視觸結合的環境認知能力在復雜作業場景中，將具有廣闊的應用價值。

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