机器人向类人化方向发展的步伐不断加快,需要具备类似人类的感知系统,灵敏的感知压力、温度、痛觉等信息。仿生电子皮肤,可以让机器人产生类人的触觉,并具有柔性化、轻薄化特征,可加工成各种形状附着在机器人表面,优秀的仿生电子皮肤还具有自愈合功能。
仿生电子皮肤一般应用在仿生机器人特别人形机器人方面,当存在潜在危险时,仿生电子皮肤可模仿人类反应来规避伤害。人类手部皮肤遇火,刺激会通过神经纤维传递给脊髓神经中枢,脊髓再通过神经纤维将刺激传递给效应器,控制手缩回。仿生电子皮肤接收到感觉、触觉信息,对信息进行处理、分析,当判断有危险时会控制机器人做出相应反应,从而规避潜在损害。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国仿生电子皮肤行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,仿生电子皮肤模仿人类皮肤的生理结构特征,为机器人提供3D空间高维度感知能力,使其拥有与人类类似的皮肤与感知系统,从而帮助机器人实现类人化发展,进一步提高机器人的智能化程度。仿生电子皮肤是仿生机器人的核心技术之一,在全球范围内,已有包括美国、英国、日本、中国等在内的多个国家不断加大其开发力度。
在英国,格拉斯哥大学团队提出了一种具有生物系统功能的热感知电子皮肤,其在热灵敏度、响应速度、稳定性、耐久性等方面性能卓越;在美国,约翰•霍普金斯大学与新加坡神经技术研究所合作,开发出一种新型电子皮肤“E-皮肤”,可使假手感知真正的触觉。
在中国,济南大学团队联合北京理工大学团队共同提出了由人工智能(AI)驱动的全皮肤仿生(FSB)电子皮肤,具有超高灵敏度、超高线性灵敏度、快速响应恢复时间、低检测极限等特点;东北林业大学团队与沈阳化工大学团队构建了结构与性能可设计性纤维素分子凝胶(M-gel),基于M-gel设计了一种仿生多感知电子皮肤,拥有出色的多重感知行为。
我国仿生电子皮肤相关研究机构还有中科院宁波材料所、中科院苏州纳米所、华东师范大学、浙江理工大学、陕西科技大学、南方科技大学等。随着研究机构不断增多,我国仿生电子皮肤研究成果不断问世,2022年8月,在“2022世界机器人大会”上,工信部发表的报告提出,我国仿生感知与认知、电子皮肤等前沿技术取得部分原创性成果。
新思界
行业分析人士表示,我国仿生电子皮肤产业化布局速度也在加快。汉威科技控股子公司苏州能斯达制造的柔性纳米仿生电子皮肤,具有高灵敏度特征,已经实现小批量商用。除机器人领域外,仿生电子皮肤还可以广泛应用在医疗器械、可穿戴设备等领域,未来具有广阔市场空间。