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近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所赫曉東教授、王榮國(guó)教授團(tuán)隊(duì)的一種基于人類真實(shí)皮膚結(jié)構(gòu)的“汗毛-皮膚”傳感器研究成果，發(fā)表于美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)《應(yīng)用材料與界面雜志》（影響因子7.145）上。傳感器所具備的傳感功能接近于人類皮膚，被選為當(dāng)月“頭條科技視頻”在美國(guó)視頻網(wǎng)站（YouTube）的美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)專欄報(bào)道，視頻標(biāo)題為《“汗毛-皮膚”結(jié)構(gòu)有效提高機(jī)器人敏感性》，同時(shí)“福布斯科技”也對(duì)該成果進(jìn)行了專門報(bào)道。該論文通訊作者為郝立峰副教授和王榮國(guó)教授，第一作者為博士生張健，哈工大為該論文唯一署名單位。該項(xiàng)目受到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

皮膚是人類最為重要的感知器官之一，科學(xué)家們一直致力于研發(fā)接近于人類皮膚的傳感器，以使機(jī)器人可以像人類那樣感知世界，例如抓取物體并感知滑動(dòng)、感知?dú)怏w流速、分辨物體軟硬等。現(xiàn)有針對(duì)人工皮膚傳感器的設(shè)計(jì)模型都是基于光滑皮膚，利用各種納米單元或者結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高靈敏度的感應(yīng)，但是在量程范圍或結(jié)構(gòu)耐用性上都存在不足。哈工大智能人工皮膚傳感器的汗毛部分采用鈷基玻璃包覆磁性纖維，皮膚層采用人工硅膠；利用交變磁場(chǎng)激發(fā)磁性纖維產(chǎn)生的耦合磁場(chǎng)在外界應(yīng)力下導(dǎo)致的變化來進(jìn)行感應(yīng)，傳感器具備高靈敏度（可感知0.15毫牛重量的蒼蠅），超大量程范圍（0.15毫牛至25牛），可感知?dú)怏w流速，具有可修復(fù)性，可通過按壓來感知評(píng)估材料的硬度等性能；通過雙頻率交變磁場(chǎng)同時(shí)激發(fā)的檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材質(zhì)電磁性能的評(píng)估，可以在感知壓力的同時(shí)分辨材料屬性（區(qū)分磁性體、非磁性導(dǎo)體、絕緣體）。目前，對(duì)于材料屬性的評(píng)估絕大多數(shù)人工皮膚傳感器并不具備。“汗毛-皮膚”傳感器已初步應(yīng)用于機(jī)械手夾持過程中摩擦力大小的判斷，未來在機(jī)器人領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。柔性器件領(lǐng)域知名學(xué)者、大阪府立大學(xué)教授竹井邦晴評(píng)論說：“‘汗毛-皮膚’傳感器的檢測(cè)量程令人印象深刻，其設(shè)計(jì)思路也是獨(dú)一無二的。”

原文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b14236

ACS報(bào)道鏈接:

https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2016/acs-presspac-december-14-2016/hairy-skin-for-robots.html

Forbes Technology報(bào)道：http://www.forbes.com/sites/samlemonick/2016/12/01/artificial-hairs-could-give-robots-new-senses/#527f6179720c

Phys.org 網(wǎng)站報(bào)道：

http://phys.org/news/2016-12-electronic-hairy-skin-robots-human.html#nRlv