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多功能電子皮膚或讓機器人擁有觸覺
2023-03-30 08:44 作者:金鳳 來源:科技日報 VIEW:
「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納米材料進行合成。」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,也不需要藉助膠水黏合,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,一是亟須提昇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。
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