机器人将拥有人类触觉的皮肤

2023-06-08 09:22

文/陈根

机器人，总是给人以坚硬且冰冷冷的感觉。即便是能够通过图灵测试、堪比人类思维的《机械姬》，也改变不了其缺乏柔性的现实。为了解决这个痛点问题，美国斯坦福大学的科学家们研发了一种多层薄膜传感器——这种人造电子皮肤可在损伤时启动重新排列的自愈合功能。该研发成果的相关论文报道发表在最新一期的《科学》杂志上。

人造皮肤，为何能自动重新修复呢？答案就在于每层皮肤的主干都是由长分子链组成的，这些长分子链通过动态氢键定期连接，就像将DNA链的双螺旋连接在一起的分子链一样，这使得材料可以重复拉伸而不会撕裂。

那么，这种人造皮肤又是如何实现自愈的呢？据研究人员介绍，该人造电子皮肤模仿了人类皮肤有很多层的特性，单层薄至1微米，甚至更薄，10层或更多层堆叠在一起的厚度不超过一张纸，而且每层都具有各自不同的功能。

这种人造皮肤在破损愈合的过程中，每一层皮肤的分工都是明确且有序的，大家各司其职，有选择性地自行愈合，以恢复整体功能。其中，有的层可能感觉到压力，有的层感觉温度，还有的层具有张力，不同层的材料可以被设计成具有感应热、机械或电气变化的特性。这种新进化出的免疫机制，通过涉及分子识别和信号传递的复杂过程，重建具有原始分层结构的组织。

在新研发的人造皮肤中，研究人员使用了聚丙二醇和聚二甲基硅氧烷，这两种聚合物及其各自的复合材料是不混溶的，氢键使它们彼此很好地黏合在一起，从而创建了耐用的多层材料。经过设计，这两种材料在适当的温度范围内对外部应力具有与真人皮肤一般的黏性和弹性。

基于此，科学家们将实现用柔性的、贴合的甚至接近人类皮肤的材料，让电子器件和智能终端变得更有温度、更加好用。这一进步或将开启机器人的新时代，它们将拥有类似人类触觉的自愈合成材料制造的“皮肤”。

原文标题 : 陈根：机器人将拥有人类触觉的皮肤