自供電的新型透明皮膚賦予了機器人更強的感知能力

材料牛注：智能皮膚早已出現，已經不再是什么大新聞，但是其發展一直處于性能和成本控制的矛盾當中，然而最近科學家采用新方法制備出的新型智能皮膚將徹底顛覆這一理論，在低成本的同時也有了逆天的性能。

智能皮膚讓機器人有了觸摸和感知這個世界的能力。但智能皮膚這項技術的發展一直有著難以逾越的瓶頸。那就是如何讓這些皮膚在低成本的前提下，還能夠保持帶電狀態和高靈敏度。但最近這項停滯不前的技術似乎有了進一步發展突破的曙光。科學家在ACS Nano雜志報道了一種能夠自供電的，透明智能皮膚，它比目前已經研發出來的其它種類皮膚都更為簡單，成本也更加低廉。

讓機器人和假肢擁有與人一樣的感知和意識，可以反過來大大推動這些技術（機器人和假肢）的進步。朝著這一目標，科學家們想出了各種能夠用到這些設備上的智能皮膚。但提高它們的靈敏度涉及到增加皮膚中電極數目的問題，而這又取決于皮膚的尺寸，相應地也導致成本的攀升。而其它部件則需要外部電源或者電線來支撐，這增加了它們的體積。為此，張海霞和他的同事們希望找到一個更為實際可行的解決方案。

研究人員從超薄塑料薄膜中制造出了一種新型智能皮膚，從銀納米線中制成了所需的四個電極。而其它原型則擁有高達36個電極。此外，某些組成部分也能夠收集機械能。例如從一個假肢手指的運動中收集能量并將其轉換成電流。因此，這種皮膚不需要額外的電源。測試表明，這種皮膚有著極高的靈敏度，它可以像蜜蜂震動翅膀一樣來“感知”事物，同時也顯出電性穩定的特點，能夠在超過30000個循環中保持輸出電流的穩定。

以下是這篇文章的摘要部分。

智能皮膚技術的進步為人工智能的發展提供了前所未有的機遇。而增強分辨率和節約能量對于改善機器人的感知和待機時間是至關重要的。這里，我們提出了一種自供電的模擬智能皮膚，通過單電極接觸帶電的影響和平面的靜電感應來檢測接觸的位置和速度。

通過使用模擬本地化的方法，這個二維智能皮膚的分辨率在只有四個終端的前提下可以達到1.9毫米，這顯著降低了智能皮膚的終端數量。這種智能皮膚的敏感度十分顯著，甚至可以感知到蜜蜂翅膀的擾動。同時，從摩擦起電機制中受到啟發，這種智能皮膚是不需要額外的電源供應的。因此，解決了機器人智能皮膚在電源和連接線方面的問題。通過微結構聚合物（二甲基硅氧烷）薄膜和銀納米線電極的使用，它在皮膚上運用的同時可以保持透明度，柔韌性和高靈敏度。

ACS Nano上該文章

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

感謝材料人編輯部張文博提供素材。