多功能電子皮膚或讓機器人擁有觸覺

為機器人穿上一層智慧電子皮膚，也許它們可以像人一樣感知環境，在更多的場景裏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、濕度等環境資訊，同時具備可拉伸、自癒合、抗菌性等特性的全屬性凝膠電子皮膚。相關成果線上發表于國際學術期刊《美國化學學會·奈米》。

“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、自癒合的特殊材料。在通電的情況下，它還能感知環境的溫度、壓力、濕度等資訊。”該論文第一作者、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，擁有跟皮膚一樣的細膩、濕潤感。

“一直以來，電子皮膚研究面臨的最大難點在於，大家找不到合適的複合材料，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，此次研究中，他們以蠶絲為基礎材料，再添加部分關鍵製劑，研製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奈米材料進行合成。”段生順介紹，成型後的這款電子皮膚，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—80攝氏度的溫度等環境資訊。

“而且，電子皮膚還有自癒合能力。如果被劃傷，也不需要借助膠水黏合，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。”段生順説。

電子皮膚是一種觸覺感測器，被視為關鍵“卡脖子”技術。該論文共同通訊作者、東南大學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，一是亟須提升單個器件性能的穩定性，二是需要將多種功能進行整合耦合。

“值得期待的是，電子皮膚的應用前景廣闊。”吳俊表示，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複雜作業場景中，將具有巨大應用價值。