研究人员开发出液滴感应仿生电子皮肤 可以进一步增强机器人的感知能力

盖世汽车讯 近年来，许多研究团队一直在尝试为人形机器人、智能假肢和其它仿生系统设计具有电子特性的人造皮肤。这些皮肤能够感知物体的纹理和触觉特性，使各种系统能够根据检测到的信息来规划自己的动作。

据外媒报道，东华大学（Donghua University）和新加坡国立大学（National University of Singapore）的研究人员最近开发出新的电子皮肤（e-skin），可以感知液体在物体上滑动的相关信息。相关研究论文已发表在期刊《自然通讯》（Nature Communications）上，这种电子皮肤可以将动态液滴滑动行为转化为电信号，然后将其反馈到指示器中。

图片来源：《Nature Communications》

该论文的第一作者徐云龙表示：“我们的液滴电子皮肤（DES）旨在增强智能机器人感知液滴环境的能力，缩小机器人电子皮肤与人类皮肤在液滴感知方面的差距，因为目前还没有电子皮肤能够深入感知液滴的滑动行为。”

人类天生就能够检测到液滴在皮肤上的滑动行为，这种能力在潮湿环境中完成手动任务时非常有用。为了在新开发的电子皮肤中再现这种能力，来自中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics,CAS）的白志青教授及其同事从足球在地砖上滚动这一日常现象中汲取了灵感。

徐云龙表示：“这项研究主要由东华大学的团队进行，新加坡国立大学的李正国教授和孙仲达教授负责实验优化和论文修订，并得到了白志青教授的帮助。我们的电子皮肤基于摩擦电机制，即液滴和电子皮肤之间的接触起电和静电感应。”

该研究团队创造的DES由交错的电极网络组成。这些电极可以检测液滴的各种动态滑动行为，利用它们产生的摩擦将其转换为电信号。

徐云龙解释道：“对液滴滑动行为的感知主要归因于巧妙的共层交错电极网络的设计。这些电极由同一层上的两组互不导电的系列电极组成。我们的设计还确保了液滴和每组系列电极之间的感应距离相同。”

电子皮肤将滑动液滴的行为转换为电信号后，会向指示器发送这些行为的视觉反馈。值得注意的是，这种皮肤还可以监测液滴的流动方向并控制水滴的渗漏。

徐云龙表示：“这项研究提供了一种自供电的仿生液滴电子皮肤，通过将各种动态液滴滑动行为转换为电信号，深度感知液滴的滑动行为，从而增强智能机器人设备在常见的液滴环境中的感知能力。”

这篇论文中介绍的电子皮肤可能很快就能集成到现实世界的机器人系统中，以进一步评估其性能。未来，它将有助于开发具有更先进触觉感知能力的人形机器人，进一步缩小人类和机器人之间的感知差距。

徐云龙补充道：“我们开发的仿生DES大大缩小了人造电子皮肤和人类皮肤在感知能力方面的差距，并在军事、救援和日常生活中的应用前景广阔。我们现在计划继续优化其灵敏度和抗干扰能力，并利用机器学习使其具备更强大的感知能力。”