Combinatorial spider-hunting strategy to design multilayer skin-like pressure-stretch sensors with precise dual-signal self-decoupled and smart object recognition ability
writer：Lu Yang，Zhouyu Miao，Yanjuan Dong ， Hou-Yong Yu
keywords：cellulose nanocrystal, electrospun nanofibers, bionic e-skin, sensor
source：期刊
Issue time：2025年
具有固有可壓縮性和可拉伸性的仿生電子皮膚 （e-skin） 在機(jī)器人觸覺中具有巨大潛力，使機(jī)器人能夠有效地感知各種形狀的物體并與之交互。然而，創(chuàng)建具有精確雙信號(hào)去耦的仿生 e-skin 仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們提出了一種受蜘蛛狩獵機(jī)制啟發(fā)的雙功能傳感器，該機(jī)制在捕食過(guò)程中捕獲信號(hào)。該傳感器采用納米纖維-聚乙烯醇 （CNC-PVA） 的壓力拉伸多層靜電紡絲，然后進(jìn)行氣相聚吡咯 （PPy） 聚合而成。同源多層傳感模塊的創(chuàng)新疊加設(shè)計(jì)，結(jié)合導(dǎo)電納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)卓越的多信號(hào)自耦隔離能力。該傳感器的主要特點(diǎn)包括高壓靈敏度（0–21 kPa 時(shí)為 14.8 kPa?1）和 57 ms 的快速響應(yīng)時(shí)間。作為壓力傳感器，它在 5 次循環(huán)中表現(xiàn)出可重復(fù)性，而作為拉伸傳感器，它實(shí)現(xiàn)了高靈敏度（表壓系數(shù)，GF=1.22），并在 1000 次循環(huán)中保持穩(wěn)定。此外，這種自解耦傳感系統(tǒng)可以獨(dú)立檢測(cè)雙信號(hào)（物體的形狀和重量），從而使機(jī)器人能夠更有效地識(shí)別和處理各種物體。這種多功能、低成本的傳感器提供了一種先進(jìn)的解決方案，可以克服功能性電子皮膚中的問(wèn)題，從而增強(qiáng)機(jī)器人物體的作和識(shí)別能力。