奥地利格拉茨大学研制出用于机器人或假肢的类皮肤混合传感材料
2022-07-05 12:34:25 - 媒体滚动
奥地利格拉茨大学研究员AnnaMariaCoclite为机器人和假肢设备开发了一种智能皮肤，可以同时感应压力、湿度和温度，赋予类人机器与自然皮肤相似的感觉。
智能皮肤传感器由水凝胶形式的智能聚合物组成，可包裹在压电氧化锌的外壳中，通过电子信号运行。水凝胶可以吸收水分，因此会随着湿度和温度的变化而膨胀，从而对压电氧化锌施加压力，通过电信号对压力及其他机械应力作出反应。
制造皮肤需要对薄的单个传感器层进行材料处理，同时保留整个表面上的传感元件。该团队首次结合了物理化学中的三种已知方法：水凝胶材料的化学气相沉积、氧化锌的原子层沉积和聚合物模板的纳米印刷光刻。研究人员通过实验获得了一种极薄的材料，可以同时对力、湿度和温度做出反应，并具有极高的空间分辨率。这种材料会发出与环境变化相对应的电子信号，以产生对特定方面的感应。
人类皮肤的厚度为0.03到2毫米，可以感知大约1平方毫米大小的事物。研究人员表示，该团队开发的智能皮肤的分辨率比人类皮肤小一千倍，可以记录人体皮肤感知不到的微生物等物体。研究人员指出，智能皮肤有许多应用，包括独立检测微生物；用作假肢为佩戴者提供温度或湿度信息。研究人员还透露，机器人对环境的感知更加敏感。
智能皮肤还有一个优势，使其非常适合大规模生产，因为形成其核心的感觉纳米棒是通过基于蒸汽的制造工艺生产的，该工艺已经大量应用于制造集成电路和其他部件的生产工厂中。
与此同时，该团队计划优化皮肤的特性以提高其性能，包括扩大材料反应的温度范围和提高人造皮肤的柔韧性。
（马筱逸）