可拉伸電子皮膚實現穩定壓力傳感
2024年05月06日08:31 來源：科技日報
科技日報北京5月5日電 （記者張佳欣）現有的電子皮膚會隨材料拉伸而降低傳感精度。美國得克薩斯大學奧斯汀分校研究人員開發出一種新型可拉伸電子皮膚，解決了這項新興技術的一個主要難題。這種電子皮膚很有彈性，為機器人和其他設備提供類似人類皮膚的柔軟度和觸摸靈敏度，有助其執行需要極高精度和控制力的任務。研究論文發表在最新一期《物質》雜志上。
研究人員表示，電子皮膚就像人類皮膚一樣可以伸展和彎曲，以適應人體運動。新開發的電子皮膚無論拉伸到何種程度，其壓力反應都保持不變。這是該技術的一項重大成就。
電子皮膚技術可以感知接觸帶來的壓力，讓連接的機器知道需要使用多大力，例如在抓取杯子或與人接觸時。但是，當傳統的電子皮膚被拉伸時，讀數會受到影響并產生誤差，影響傳感器感知壓力的能力，這可能導致機器人過度用力。
此次研究的關鍵是一種創新的混合響應壓力傳感器。傳統電子皮膚要么是電容式的，要么是電阻式的，而混合響應電子皮膚則同時采用了兩種壓力響應。研究人員完善了這些傳感器，并將它們與可拉伸絕緣材料和電極材料相結合，實現了電子皮膚的創新。
在演示中，研究人員利用電子皮膚的可伸縮性，制造了可改變形狀的充氣探頭和抓取器，執行各種基于觸摸的敏感任務。例如，用充氣皮膚包裹的探頭能準確捕捉人體的脈搏波，放氣后的抓取器可牢牢抓住不倒翁而不會掉落。該設備還能用適當力度壓在酥脆的玉米卷上，而不會壓碎它。
研究人員表示，這種可拉伸電子皮膚有望成為機械手的關鍵組件，能夠像人手一樣柔軟靈敏。它可應用于醫療保健領域，例如，裝備這種皮膚的機器人能檢查病人脈搏、為病人擦拭身體或進行身體按摩。此外，還可用于災難救援，讓這種機器人在地震或建筑物倒塌等災難現場搜索傷者和被困者。
(責編：喬業瓊、楊迪)
