可复制人类触觉：新型水凝胶皮肤有望促进软体机器人的开发

新型水凝胶皮肤在进行损伤检测实验。图片来源：物理学家组织网

　　英国剑桥大学生物启发机器人实验室的研究人员创造了一种新的基于水凝胶的皮肤，这种极其柔韧的皮肤使用一系列电极和一种算法重建触觉刺激，让机器人能够检测物体的触觉特性，复制人类的触觉，有望促进软体机器人的开发。相关研究论文刊发于3日出版的《今日材料电子》杂志。

　　世界各地的研究人员都对如何用柔性和可拉伸材料制造机器人感兴趣，为了最大化这些机器人的优势，包括传感器在内的机器人所有组件都必须是柔软的。鉴于此，研究人员从人类皮肤中汲取灵感，创造出了一种可拉伸的传感材料，这种材料可检测任何损伤，感知物体或人类的触摸，并监测其周围环境。

　　研究使用一种专门开发的传感水凝胶作为皮肤的基础，这种水凝胶可生物降解，而且非常有弹性。研究人员将其与电阻抗断层成像硬件相结合，硬件使用皮肤边缘的电极来施加电流并测量电压，从而提供有关皮肤状态的信息，推断人造皮肤被触摸的位置，以及是否有受损。

　　在最初的评估中，研究人员发现新系统明显优于基于传统神经网络的人工皮肤系统。他们还测试了新的水凝胶皮肤在损伤检测或定位、监测环境及识别不同的触觉刺激这3个关键现实应用中的潜力，发现其在这3项任务中都表现良好，这表明它可用来增强软体机器人系统的能力，以执行不同的任务。

　　研究团队目前正在努力改善皮肤的形状和大小，以便能感知更复杂的刺激。例如，将皮肤涂抹在机械手上，它不仅能感知皮肤被接触的位置和力度，还能感知机械手每个手指的位置以及手是否受损。

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