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摸樱桃和举哑铃都能感知!我国科学家搞出“第二层皮肤”,机器人离“有手感”又近一步

摸樱桃和举哑铃都能感知!我国科学家搞出“第二层皮肤”,机器人离“有手感”又近一步
你有没有想过,为啥咱们手指头一碰东西,就知道是软是硬、是圆是扁?
答案是——人类指尖那套极其精密的“皮肤传感系统”,全世界最顶级的工程师都馋哭了。
但过去几十年,科学家拼命模仿,造出来的“电子皮肤”要么硬邦邦像塑料,要么一碰就坏,更别提像真手那样又温柔又用力地抓东西了。
这两天,浙江大学的一支研究团队(陈怡丹、王澍、叶希路等,通讯作者是兰玲怡教授),在《自然·通讯》上发表了一项让我拍大腿的成果——他们真的做出了能“感知力度”的仿生电子皮肤。
这玩意儿牛在哪?我给你说人话。
以往大家造电子皮肤,就像用塑料布包海绵——结构像,但“灵魂”不像。但浙大团队直接瞄准了人真皮层的配方:胶原蛋白(他们用明胶模拟)、透明质酸(用乳酸钠模拟)、还有能提供离子的蒙脱石。把这仁东西按特定比例一搅和,做出的生物凝胶,弹性和含水量跟真皮几乎一样。
更绝的是,他们用砂纸当模具,在凝胶表面“压”出了类似指纹的微结构。这样一来,传感器轻轻一碰就灵敏(20帕的樱桃都能感知),用力按压也不崩(2000千帕,相当于你攥哑铃的劲儿),响应速度只要47毫秒——比人眨眼快5倍。
最后,他们把这块“仿生皮肤”贴到了灵巧手上面,做了个五指俱全的阵列。抓桃子、捏樱桃、握芒果,实时传回的压力热力图清清楚楚。更狠的是,配合机器学习,这手摸一下桃子,就知道它软硬程度——烂桃?硬桃?一抓便知。
你说,将来给假肢装上这层“有感觉的皮肤”,或者让采摘机器人像老农一样“手感”判断水果熟没熟,是不是就顺理成章了?

科研团队所在单位:
浙江大学生物系统工程与食品科学学院
浙江大学农业智能感知与机器人浙江省重点实验室