機器人有了能知冷知熱的“皮膚” 新型柔性導(dǎo)電材料突破

小大

用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈

關(guān)鍵詞：

2025-12-22 19:55:09 人民日報

近期，英國劍橋大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究團隊在《科學(xué)·機器人學(xué)》雜志上發(fā)表了一項成果：他們研發(fā)出一種新型柔性導(dǎo)電機器人“皮膚”，能夠同時感知壓力、溫度等，并區(qū)分多個接觸點，以類似人類的方式獲取周圍環(huán)境信息。這款“皮膚”由單一材料制成，僅需一種傳感器就能識別多種刺激，并且可塑造成各種復(fù)雜形狀。

人體皮膚內(nèi)分布有感覺神經(jīng)及運動神經(jīng)，能感知體內(nèi)外的各種刺激，產(chǎn)生各種感覺并引起相應(yīng)的神經(jīng)反射。傳統(tǒng)機器人“皮膚”多依賴微機電系統(tǒng)，在表面鋪設(shè)大量微型傳感器來模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)。然而這類方案制造工藝復(fù)雜、軟硬材料易分層、結(jié)構(gòu)脆弱，且傳感器之間常存在信號干擾，難以實現(xiàn)大面積部署，功能也遠未達到人類皮膚的綜合感知水平。

此次英國研究團隊的重要突破在于讓機器人用一種傳感器識別出多種不同的刺激。這種名為“電阻抗斷層掃描”的檢測方法通過在單層水凝膠膜周圍設(shè)置32個電極，每4個電極組合成1個測量單元，生成超過86萬種不同的電流路徑組合，形成高密度、全覆蓋的傳感網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)外在條件變化時，如溫度升高、濕度改變或接觸物體等，水凝膠的電學(xué)特性隨之改變，進而使施加的電流發(fā)生變化。另一對電極則實時監(jiān)測這一變化。通過分析電流模式的差異，系統(tǒng)即可判斷出這塊“皮膚”受到了什么刺激。

由于“皮膚”每時每刻都在接受外界傳來的多種刺激，其產(chǎn)生的“電信號”復(fù)雜多元。為有效處理這些信息反饋，研究團隊引入了人工智能算法訓(xùn)練，使系統(tǒng)能夠自主學(xué)習(xí)并識別哪些電極組合可以最有效地區(qū)分特定刺激。這些電極作為“神經(jīng)”，人工智能作為“大腦”，特定的電信號被“大腦”識別后解讀為對應(yīng)的“感覺”，由此機器人也有了“觸覺系統(tǒng)”。

12 全文共 2 頁下一頁

關(guān)閉

機器人有了能知冷知熱的“皮膚” 新型柔性導(dǎo)電材料突破

相關(guān)新聞

今日熱點

頻道熱點