模仿生物体的各类生物感受器是开发智能传感器的重要途径之一。例如，受人体皮肤机械感受器的启发，人工电子皮肤可实现对外界接触、按压、滑移等机械刺激的感知。但触觉传感器只能在物理接触时才具有感知功能，不能对外界非接触信号响应。
中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、蒲雄研究员团队开发了一种仿生软体电感受器，可实现对外界物体的距离传感、三维轮廓识别、及非接触人机交互。一些海洋生物，例如鲨鱼或鳐鱼等，可以利用分布于皮肤上的一种名为电感受器的器官来感受弱电场，从而在黑暗的深海感知猎物或障碍物的距离、形状等信息，实现类比于“皮肤视觉”的功能（图1A-C）。研究团队受此启发，构建了一种基于软体聚合物材料的人工电感受器，其主要由可拉伸的驻极体层，有机水凝胶电极和PDMS封装层组成。当有带有电荷的外部物体或不带电的导体靠近人工电感受器时，由于静电感应效应，可在外电路负载上产生电压信号，从而实现对靠近物体的感知（图1D-F）。基于该人工电感受器，示意了距离预警机器人、非接触人机交互等应用示范（图2）。进一步地，借助于深度学习算法，验证了电感受器阵列用于识别物体三维轮廓的可行性（图3）。相比于电磁、激光、超声等距离传感器，该人工电感受器具有柔软可拉伸的优势，并且在距离越近时响应更高。这种新型的人工电感受器在可穿戴电子、软体机器人、智能义肢等领域具有应用前景。该工作以“Bioinspired soft electroreceptors for artificial precontact somatosensation”为题发表于《Science Advances》（Science Advances 2022, 8, eabo5201）。论文第一作者为北京纳米能源与系统研究所博士生郭子豪。该研究得到了国家自然科学基金的支持。
原文链接：
https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abo5201
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