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多功能電子皮膚或讓機器人擁有觸覺

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-29     來源:科技日報     瀏覽次數(shù):263
核心提示:為機器人穿上一層智能電子皮膚,也許它們可以像人一樣感知環(huán)境,在更多的場景里幫助人類開拓未知疆域。
 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能電子皮膚,也許它們可以像人一樣感知環(huán)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(fā)出一款可以感知溫度、壓力、濕度等環(huán)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。相關成果在線發(fā)表于國際學術期刊《美國化學學會·納米》。

  “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、自愈合的特殊材料。在通電的情況下,它還能感知環(huán)境的溫度、壓力、濕度等信息。”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于,大家找不到合適的復合材料,以同時實現(xiàn)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(huán)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—80攝氏度的溫度等環(huán)境信息。

  “而且,電子皮膚還有自愈合能力。如果被劃傷,也不需要借助膠水黏合,可以把另一片電子皮膚像創(chuàng)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(zhàn),一是亟須提升單個器件性能的穩(wěn)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。”吳俊表示,現(xiàn)有機器人往往依賴視覺感知環(huán)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(huán)境。機器人視觸結合的環(huán)境認知能力在復雜作業(yè)場景中,將具有巨大應用價值。(記者金鳳)
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