可拉伸电子皮肤实现稳定压力传感

科技日报记者 张佳欣

现有的电子皮肤会随材料拉伸而降低传感精度。美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员开发出一种新型可拉伸电子皮肤，解决了这项新兴技术的一个主要难题。这种电子皮肤很有弹性，为机器人和其他设备提供类似人类皮肤的柔软度和触摸灵敏度，有助其执行需要极高精度和控制力的任务。研究论文发表在最新一期《物质》杂志上。

图片来源：得克萨斯大学奥斯汀分校

研究人员表示，电子皮肤就像人类皮肤一样可以伸展和弯曲，以适应人们的运动。新开发的电子皮肤无论拉伸到何种程度，其压力反应都保持不变。这是该技术的一项重大成就。

电子皮肤技术可以感知接触带来的压力，让连接的机器知道需要使用多大力，例如在抓取杯子或与人接触时。但是，当传统的电子皮肤被拉伸时，读数会受到影响并产生误差，影响传感器感知压力的能力，这可能导致机器人过度用力。

此次研究的关键在于一种创新的混合响应压力传感器。传统电子皮肤要么是电容式的，要么是电阻式的，而混合响应电子皮肤则同时采用了两种压力响应。研究人员完善了这些传感器，并将它们与可拉伸绝缘材料和电极材料相结合，实现了电子皮肤的创新。

在演示中，研究人员利用电子皮肤的可伸缩性，造出可改变形状的充气探头和抓取器，执行各种敏感的、基于触摸的任务。例如，用充气皮肤包裹的探头能准确捕捉人体的脉搏波，放气后的抓取器可牢牢抓住不倒翁而不会掉落。该设备还能用适当力度压在酥脆的玉米卷上，而不会压碎它。

研究人员表示，这种可拉伸电子皮肤有望成为机械手的关键组件，能够像人手一样柔软灵敏。它可应用于医疗保健领域，例如，装备这种皮肤的机器人能检查病人脉搏、为病人擦拭身体或进行身体按摩。此外还可用于灾难救援，让这种机器人在地震或建筑物倒塌等灾难现场搜索伤者和被困者。