當(dāng)前人工智能快速發(fā)展，各種類人功能智能機(jī)器人層出不窮，觸覺感知是人類和未來智能機(jī)器探索物理世界的基礎(chǔ)性功能之一，發(fā)展具有觸覺功能的仿生電子皮膚柔性感知器件，并實(shí)現(xiàn)器件與柔軟組織間的機(jī)械匹配性具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

據(jù)中國科學(xué)報(bào)訊，近日，受指紋能夠感知物體表面紋理的啟發(fā)，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張珽研究團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上，采用內(nèi)外兼具金字塔敏感微結(jié)構(gòu)的柔性薄膜襯底及單壁碳納米管導(dǎo)電薄膜，設(shè)計(jì)并制備了具有寬檢測范圍、高靈敏度的疊層結(jié)構(gòu)柔性振動傳感器件，并建立了其摩擦物體表面時振動頻率與物體表面紋理粗糙度的模型。相關(guān)研究成果被《先進(jìn)科學(xué)新聞》報(bào)道。

張珽表示，該柔性仿生指紋傳感器可應(yīng)用于物體表面精細(xì)紋理或者粗糙度的精確辨別，最低可檢測15微米×15微米的紋路，超過手指指紋50微米×50微米的辨識能力。“同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對切應(yīng)力及盲文字母等高靈敏檢測與識別，這些特性將在機(jī)器人電子皮膚的觸覺感知、智能機(jī)械手等方面有重要潛在應(yīng)用。”他說。

與此同時，作為柔性可穿戴電子，器件與柔軟組織間的機(jī)械不匹配是該領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。針對上述關(guān)鍵科學(xué)問題，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種具有褶皺核鞘結(jié)構(gòu)的纖維狀超延展柔性應(yīng)變傳感器。該傳感器在全工作范圍內(nèi)有高靈敏度，對微弱應(yīng)變和大應(yīng)變都有良好的響應(yīng)。

這些優(yōu)異的性能賦予了超延展應(yīng)變傳感器對微小肌肉運(yùn)動以及大范圍的關(guān)節(jié)運(yùn)動實(shí)時監(jiān)測的能力，同時也可應(yīng)用于植入醫(yī)療，如用于數(shù)字化評定肌腱康復(fù)。該研究成果近期發(fā)表于《尖端科學(xué)》。