《科学报告》
让“皮肤”更柔软
该传感器主要由硅橡胶组成，这种材料一般也用于在拍摄电影时制作一些皮肤特效。而该研究的主要作者之一、电气和计算机工程教授约翰·马登博士表示，他领导的团队将传感器设计得具有弯曲和产生皱褶的能力，就好像人类的皮肤一样。他领导的UBC先进材料和工艺工程实验室在柔性传感器方面拥有丰富的专业知识。
让“皮肤”有“触觉”
该项目由UBC团队与本田研究所Frontier Robotics合作开发。自20世纪80年代以来，本田一直在人形机器人领域进行创新，并开发了著名的ASIMO机器人。它还开发了辅助行走的设备，以及新兴的本田阿凡达机器人。
这一次，研究人员为传感器赋予了全新的“触觉”。该传感器拥有一组5个独立连接的电极用于电容式传感，可以在三维空间中分辨施加在传感器表面的位移和力。4个顶部检测电极电容耦合到1个底部接地电极上，顶部和底部电极通过直接穿过电介质并向外投影的电场耦合。
这个柔软而有“触觉”的传感器能够感应接近的力、法向力和剪切力。研究人员利用电容加法和电极之间的差异来提取方向力。将剪切力和压力大小作为单独的数值输出，这样就更易于在自动化系统中解释和实现。“我们的传感器利用弱电场来感知物体，即使距离很远，就像触摸屏一样。但与触摸屏不同的是，这种传感器是柔软的，可以探测到进入和沿着其表面的力。这种独特的组合是机器人采用这种技术的关键。”马登博士解释。
可以想象，这就好比给机器人装上了一柔软而敏感的掌心，它可以感受到各种微小的接触压力变化。这样机器人就可以精确地控制抓握力度，拿起柔软的水果或者玻璃杯，也不会捏碎或掉落摔碎。或许，这样的动作对我们人类来说非常简单，但对机器人来说却很难，而这种电子皮肤的出现，就大大提高机器人完成复杂任务的能力，对机器人研发来说，是个非常重要的进步。
广泛应用前景
研究人员表示，这种新型传感器制造简单，可以很容易地覆盖大面积的表面，并进行大量生产。未来，传感器和智能会使机器变得更有能力、更逼真，越来越多地允许人们与它们一起工作和玩耍。
也许有一天，机器人不仅能够完成各种复杂任务，还能体贴地照料每个人的情感需求，成为人类真正的伙伴。
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参考文献：DOI: 10.1038/s41598-023-43714-6
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编辑：彭湖
