自供电的新型透明皮肤赋予了机器人更强的感知能力

材料牛注：智能皮肤早已出现，已经不再是什么大新闻，但是其发展一直处于性能和成本控制的矛盾当中，然而最近科学家采用新方法制备出的新型智能皮肤将彻底颠覆这一理论，在低成本的同时也有了逆天的性能。

智能皮肤让机器人有了触摸和感知这个世界的能力。但智能皮肤这项技术的发展一直有着难以逾越的瓶颈。那就是如何让这些皮肤在低成本的前提下，还能够保持带电状态和高灵敏度。但最近这项停滞不前的技术似乎有了进一步发展突破的曙光。科学家在ACS Nano杂志报道了一种能够自供电的，透明智能皮肤，它比目前已经研发出来的其它种类皮肤都更为简单，成本也更加低廉。

让机器人和假肢拥有与人一样的感知和意识，可以反过来大大推动这些技术（机器人和假肢）的进步。朝着这一目标，科学家们想出了各种能够用到这些设备上的智能皮肤。但提高它们的灵敏度涉及到增加皮肤中电极数目的问题，而这又取决于皮肤的尺寸，相应地也导致成本的攀升。而其它部件则需要外部电源或者电线来支撑，这增加了它们的体积。为此，张海霞和他的同事们希望找到一个更为实际可行的解决方案。

研究人员从超薄塑料薄膜中制造出了一种新型智能皮肤，从银纳米线中制成了所需的四个电极。而其它原型则拥有高达36个电极。此外，某些组成部分也能够收集机械能。例如从一个假肢手指的运动中收集能量并将其转换成电流。因此，这种皮肤不需要额外的电源。测试表明，这种皮肤有着极高的灵敏度，它可以像蜜蜂震动翅膀一样来“感知”事物，同时也显出电性稳定的特点，能够在超过30000个循环中保持输出电流的稳定。

以下是这篇文章的摘要部分。

智能皮肤技术的进步为人工智能的发展提供了前所未有的机遇。而增强分辨率和节约能量对于改善机器人的感知和待机时间是至关重要的。这里，我们提出了一种自供电的模拟智能皮肤，通过单电极接触带电的影响和平面的静电感应来检测接触的位置和速度。

通过使用模拟本地化的方法，这个二维智能皮肤的分辨率在只有四个终端的前提下可以达到1.9毫米，这显著降低了智能皮肤的终端数量。这种智能皮肤的敏感度十分显著，甚至可以感知到蜜蜂翅膀的扰动。同时，从摩擦起电机制中受到启发，这种智能皮肤是不需要额外的电源供应的。因此，解决了机器人智能皮肤在电源和连接线方面的问题。通过微结构聚合物（二甲基硅氧烷）薄膜和银纳米线电极的使用，它在皮肤上运用的同时可以保持透明度，柔韧性和高灵敏度。

ACS Nano上该文章

原文参考地址：Robots could get 'touchy' with self-powered smart skin.

感谢材料人编辑部张文博提供素材。