机器人有了能知冷知热的“皮肤” 新型柔性导电材料突破[推荐]

近期，英国剑桥大学和伦敦大学学院的研究团队在《科学·机器人学》杂志上发表了一项成果：他们研发出一种新型柔性导电机器人“皮肤”，能够同时感知压力、温度等，并区分多个接触点，以类似人类的方式获取周围环境信息。这款“皮肤”由单一材料制成，仅需一种传感器就能识别多种刺激，并且可塑造成各种复杂形状。

人体皮肤内分布有感觉神经及运动神经，能感知体内外的各种刺激，产生各种感觉并引起相应的神经反射。传统机器人“皮肤”多依赖微机电系统，在表面铺设大量微型传感器来模拟人类神经系统。然而这类方案制造工艺复杂、软硬材料易分层、结构脆弱，且传感器之间常存在信号干扰，难以实现大面积部署，功能也远未达到人类皮肤的综合感知水平。

此次英国研究团队的重要突破在于让机器人用一种传感器识别出多种不同的刺激。这种名为“电阻抗断层扫描”的检测方法通过在单层水凝胶膜周围设置32个电极，每4个电极组合成1个测量单元，生成超过86万种不同的电流路径组合，形成高密度、全覆盖的传感网络。当外在条件变化时，如温度升高、湿度改变或接触物体等，水凝胶的电学特性随之改变，进而使施加的电流发生变化。另一对电极则实时监测这一变化。通过分析电流模式的差异，系统即可判断出这块“皮肤”受到了什么刺激。

由于“皮肤”每时每刻都在接受外界传来的多种刺激，其产生的“电信号”复杂多元。为有效处理这些信息反馈，研究团队引入了人工智能算法训练，使系统能够自主学习并识别哪些电极组合可以最有效地区分特定刺激。这些电极作为“神经”，人工智能作为“大脑”，特定的电信号被“大脑”识别后解读为对应的“感觉”，由此机器人也有了“触觉系统”。