新型电子皮肤推动人形机器人发展

人工或电子皮肤的进步对于创造人形机器人至关重要，因为皮肤为我们提供了触觉、检测温度和疼痛以及许多其他重要的生命方面。人体皮肤中有触觉受体，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为困难，目前的版本只能分别检测运动或温度。还没有任何一种电子皮肤能够像人类皮肤一样同时检测温度和机械刺激，直到现在。

多模态离子电子皮肤

斯坦福大学的一个研究团队开发了一种新的多模态离子电子皮肤，可以同时检测温度和机械刺激。通过应用离子导体的特殊性质，团队创建了简单的结构，使电子皮肤能够同时测量温度和机械刺激。

该团队包括POSTECH教授Unyong Jeong和材料科学与工程系的Insang You博士，以及教授Zhenan Bao。研究结果于11月20日发表在《科学》杂志上。

在此发展之前，电子皮肤在测量温度时经常出现大错误，尤其是在机械刺激被应用于其时。团队以人类皮肤为灵感，使用电解质创建了传感器，因为电解质使人类皮肤能够自由伸展而不破裂。含有电解质的离子导体材料可以具有不同的可测量性质，具体取决于其测量频率。

通过这些努力，团队开发了一种多功能的人工受体，能够同时测量触觉和温度。团队能够推导出电荷放松时间和归一化电容，这两个变量可以测量温度和运动而不响应其他刺激。

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被应用对象的温度和外部刺激下的应变曲线。

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博士是研究的第一作者。

“当食指触摸电子皮肤时，电子皮肤会检测到接触作为温度变化，当手指按压皮肤时，接触区域的后部会伸展并将其识别为运动，”You说。“我怀疑这就是人类皮肤识别不同刺激如温度和运动的机制之一。”

Jeong是相应作者。

“这项研究是离子电子皮肤研究使用电解质的第一步，”Jeong说。“这项研究的最终目标是创建模拟人类触觉受体和神经递质的人工离子电子皮肤，这将帮助恢复因疾病或事故而失去触觉的患者的触觉。”