传感器之于机器人,就像各种感知器官之于人类。那么,能否让机器人像人类一样,拥有可以感知温度、压力、湿度的皮肤呢?3月28日,记者从东南大学获悉,该校电子科学与工程学院副院长吴俊教授课题组研发了一种水驱动机械性能可调的全属性凝胶电子皮肤,可以实现多信息的集成耦合。其最新成果已在国际著名学术期刊《美国化学会·纳米》在线发表。

这块黑色的材料,便是东南大学最新研发的“全属性凝胶电子皮肤”,它其实是模仿人类皮肤感知功能,研究出来的一种新型的传感器。东南大学电子科学与工程学院吴俊教授课题组,合成了一种基于桑蚕丝的复合材料,让“电子皮肤”能够和真实皮肤一样,柔软光滑,可以拉伸,有弱酸性,同时能够感知到环境中温度、压力、湿度等变化。

吴俊介绍说:“皮肤上面划一道伤,我们皮肤可以自修复,那么这种凝胶材料也具备这种自修复的能力。比方说我们皮肤有压力感知,包括高频的压力,就是急剧地拍,和低频的压力,间歇性地拍,它能感知到压力的不同频率信息,包括温度信息等等。”

当前投入应用的机器人更多是借助摄像头,通过视觉感官来认知环境。如果机器人穿上这层“电子皮肤”,经过解耦和融合的算法处理后,可以依靠触觉更加自如地完成任务。

为实现这个未来目标,课题组规划了三步走策略:一是要解决柔性传感器的稳定性,通过材料的改性、结构的改造,做出高性能的柔性化、单一功能传感器;二是要实现器件的多模态化,丰富传感器的属性;三是要集成耦合多种信息将软硬件智能化。

吴俊说:“如果说皮肤再进一步的迭代,可能若干代以后,若干年以后,给一些烧伤的病人或者假肢表面,赋予这样的一个触觉感知这样的能力。”

近年来,吴俊带领课题组面向人类生命健康,做了很多柔性传感器的创新应用。例如眼睛植入式器件、体内植入式电子器件、可穿戴电子皮肤器件、可穿戴电子织物器件等。

东南大学电子科学与工程学院党委书记江雪华告诉记者:“我们学院正在筹建十个科研团队,主要围绕数字感知、全息显示、柔性电子、光电集成 ,围绕国家重大战略需求和人民的生命健康,特别是现在老龄化社会和孩子的健康,解决一些实际问题。”