新开发的电子皮肤推动人形机器人技术的发展

人造或电子皮肤的进步是创造人形机器人的基础，因为皮肤为我们人类提供了触觉、检测温度和疼痛的能力以及生活的许多其他重要方面。 人体皮肤上有触觉感受器，这使我们能够将温度或机械刺激转换为大脑的电信号。

在电子皮肤中复制这些能力极其困难，并且当今的版本只能单独检测运动或温度。 到目前为止，还没有任何东西可以像人类皮肤一样同时实现这两种功能。

多模态离子电子皮肤

斯坦福大学的一个研究小组开发了一种新型多模式离子电子皮肤，能够做到这一点。 通过应用离子导体的特殊特性，该团队能够创建简单的结构，使电子皮肤能够同时测量温度和机械刺激。

该团队包括浦项科技大学材料科学与工程系教授 Unyong Jeong 和 Insang You 博士，以及包哲南教授。 研究结果发表于 科学11月20。

在此发展之前，电子皮肤在受到机械刺激时在测量温度时经常会出现较大误差。 该团队以人体皮肤为灵感，创建了带有电解质的传感器，因为它们负责使人体皮肤能够自由拉伸而不破裂。 包含电解质的离子导体材料可以根据其测量频率而具有不同的可测量特性。

通过这一切，该团队开发了一种多功能人工受体，能够同时测量触觉和温度。 该团队能够推导出电荷弛豫时间和归一化电容，这两个变量可以测量温度和运动而不需要对另一个变量做出响应。

新开发的人工受体具有许多潜在的商业用途，因为它可以准确测量应用物体的温度和外部刺激下的应变分布。

人形皮肤

至于多模态离子电子皮肤，它可以应用于可穿戴温度传感器或机器人皮肤，使其更加人形化。

Insang You 博士是该研究的第一作者。

“当食指触摸电子皮肤时，电子皮肤将接触检测为温度变化，而当手指推动皮肤时，接触区域的后部会拉伸并将其识别为运动，”尤说。 “我怀疑这种机制是实际人类皮肤识别温度和运动等不同刺激的方式之一。”

郑为通讯作者。

“这项研究是为使用电解质进行多模式电子皮肤研究打开大门的第一步，”Jeong 说。 “这项研究的最终目标是创造模拟人类触觉受体和神经递质的人造离子电子皮肤，这将有助于因疾病或事故而失去触觉的患者恢复触觉。”