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我国科学家研制出超真实电子皮肤 国际首次 可感知压力、摩擦力

发布日期：2024-06-05     60 次

6 月 4 日消息，据清华大学官网消息，清华大学航天航空学院、柔性电子技术实验室张一慧教授课题组在国际上首次研制出具有仿生三维架构的新型电子皮肤系统。

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据介绍，人类皮肤内部有很多高密度排列且具有三维空间分布的触觉感受细胞，能准确感知外界刺激。目前，尚未有电子皮肤在物理层面实现压力、剪切力、应变等多种机械信号的同步解耦感知。

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受人类皮肤中机械感受器空间分布形式的启发，张一慧教授课题组提出了一种具有三维架构的新型电子皮肤设计概念，其结构中的力与应变传感器的三维分布通过效仿人类皮肤中梅克尔细胞（Merkel）和鲁菲尼氏小体（Ruffini）的空间分布形式，实现了该器件能够从物理层面解耦地测量压力、剪切力（新华社报道为“摩擦力”）和应变。

仿生三维电子皮肤由“表皮”“真皮”和“皮下组织”构成，各部分质地均与人体皮肤中的对应层相近。传感器及电路主要位于“真皮”层中，其中的力传感单元设计为八臂笼状结构，传感器位于笼状结构上部，靠近电子皮肤表面，对外部作用力高度敏感。

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课题组基于这种具有三维架构的电子皮肤，结合深度机器学习算法，研制出只需通过触摸便可同时测量物体模量及局部主曲率的先进触觉系统。

该项目相关研究成果以“仿人类皮肤机械感知功能的三维架构电子皮肤”（A Three-Dimensionally Architected Electronic SkinMimicking Human Mechanosensation）为题，已于今年 5 月 30 日在《科学》发表。


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