多功能电子皮肤或让机器人拥有触觉
来源:科技与学科建设处(社会科学联合会秘书处)   作者: 编辑:蒋景龙   点击数:   日期:2023-04-07   字体:【

为机器人穿上一层智能电子皮肤,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。相关成果在线发表于国际学术期刊《美国化学学会·纳米》。

“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,拥有跟皮肤一样的细腻、湿润感。

“一直以来,电子皮肤研究面临的最大难点在于,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,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—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,也不需要借助胶水黏合,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。该论文共同通讯作者、东南大学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,一是亟须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。”吴俊表示,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,将具有巨大应用价值。

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