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近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛、肖鹏等人通过构建悬浮双层式传感结构，实现了仿生电子皮肤的触痛感知高效集成，为人机交互、智能假肢等领域的材料应用提供了新可能。相关论文发表于国际学术期刊《先进材料》。
“我们通过模仿人类的触觉―痛觉感知双模态机制，巧妙地设计了悬浮―三维形变―接触的感知结构，在实现超灵敏触觉感知的同时，又赋予柔性电子器件阈值可调控的痛觉感知功能，为仿生电子皮肤的触觉感知结构集成提供了新思路。”文章通讯作者之一、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员肖鹏表示。
可提升人机交互体验感
受人类皮肤功能和结构的启发，能够感知压力、应变、温度、湿度等不同外界刺激的传感器材料成为研究热点。仿生电子皮肤就是其中的一种。
“仿生电子皮肤可以将形变、温度等外部刺激转换为电信号，送达数据处理终端。”论文第一作者、中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士周伟对科技日报记者说，近年来，仿生电子皮肤日益受到关注，在机器人感知、智能假肢、医疗监测等领域展现出广阔的应用前景。
“仿生电子皮肤可以附着在机器人表面，赋予机器人触觉感知，既能提升机器人的操作能力，也能增强人机交互的体验感。这一材料也可以应用于假肢制造，帮助使用者感知压力、温度和振动等外界信息。当仿生电子皮肤贴附在人体表面时，还能实时获得心率、血压、体温等生理参数，连续、不间断地进行健康监测。”周伟说。
悬浮双层感知结构信息获取能力更强
为了模仿人类皮肤的感知能力，仿生电子皮肤材料既要保持灵敏度和柔韧性，也要保持稳定性和可靠性。
此项最新研究中，研究团队创新性地构建了一种悬浮双层感知结构材料，实现了由机械阈值介导的触痛感知高效集成。