王中林/潘曹峰ACS Nano: 面向闭环系统的电子皮肤

Yolerz

2019-10-31

皮肤不仅是人类抵御外界伤害的第一道屏障，还是人类感知世界和获取信息的媒介之一。皮肤拥有世界上已知的最大的传感器网络，能够同时检测和区分各种刺激，例如压力、应变、温度、湿度和疼痛等。电子皮肤（e-skin）通过结合新材料和结构设计来模拟和复制人类皮肤的各种特性，其发展对智能机器人、物联网和人机交互具有深远的意义。近日， 北京纳米能源与系统研究所王中林院士、潘曹峰研究员在 ACS  Nano杂志发表题为Electronic Skin for Closed-Loop Systems的展望文章，指出电子皮肤的最终目标是完全实现甚至超越人类皮肤的功能，并与数据处理单元、制动器相结合，组成一个刺激感应-信号处理-反馈制动的闭环系统。文章首先介绍了应用于电子皮肤的触觉传感器的工作机制及其优缺点、特征属性，指出触觉传感器应与温度、湿度、光、磁、生理和化学传感相结合发展多模态传感器；数据处理单元需要硬件（柔性电路）、软件（数据算法）同时发展；制动器需要满足高能量密度、快速响应等要求；三者进而结合构成闭环系统，实现刺激感应-信号处理-反馈制动的功能。

图1. 面向电子皮肤的触觉传感器。

图2. 面向电子皮肤的多模传感器。

图3. 面向电子皮肤的数据处理电子。

文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.9b06576