机器人新“皮肤”问世:能感受一粒米的重量,优于电阻传感器一万

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外国媒体 Tech Xplore 报导，马来西亚贝德理工学院（NTU）的研究工作人员产品研发了一种轻量（lightweight）超灵巧工作压力传感器（tactile sensors）。该工作压力传感器可以检验到一片花朵或是一粒稻米的净重，与此同时还可以“打印出”在塑料膜等延展性原材料上。

本次，研究工作组的工作压力传感器运用固体高聚物电解质（solid-state polymer electrolytes）生产制造了一个塑料薄膜有机化学光电催化晶体三极管（organic electrochemical transistors，OECTs）。

据研究工作人员详细介绍，新式 OECTs 比以前的有飞机场效用晶体三极管型传感器（organic field effect transistor-type sensors）的敏感度高 10 倍。研究精英团队觉得，她们的研究商品为机器人的“肌肤”和轻量的健康保健检测（health-monitoring）确立了优良的基本。

一、奇妙的 OECTs—— 精确测量生物数据信息的“神器”

OECTs 是传输正离子（ions）和电子器件（electrons）的晶体三极管（transistors）。他们能够检验到生物数据信息并将其变换为电子数据，如心率和脑波。他们常被用以各种各样医疗器械、电力能源储存等行业。研究工作人员常见 OECTs 原材料生产制造各种传感器。

传统式的 OECTs 会根据液态电解质传送生物数据信息。但液态电解质存有一定的局限，他们一般非常大、实际操作使用寿命比较有限，而且液态电解质无法感受到触感认知（tactile input）或是外界工作压力。

本次，研究工作组的工作压力传感器用固态高聚物电解质替代液态电解质。固态高聚物电解质能够和液态电解质一样合理地传输正离子和电子器件，与此同时摆脱他们的局限。

电气设备与电子器件工程学校终身教授梁伟林（Assistant Professor Leong Wei Lin from the School of Electrical and Electronic Engineering）说，“大家产品研发的固体 OECTs 比液态电解质更具有优点。由于固体电解质沒有泄露的风险性，因此这种新式传感器能够弯折，可以灵便地融入各种各样表层，并且打印出不一样规格的传感器的价钱都很便宜。固体 OECTs 耗费非常低的电力工程，可以在特殊的地址刺激性生物反映。这种特性都能让他们在保健医疗和食品类解决中的全过程中确保应用安全性”。

二、新式传感器能精确测量花朵的净重，好于电容器传感器千倍

本次，研究精英团队产品研发了一种轻量超灵巧工作压力传感器。当该传感器感受到外部增加的工作压力时，它会根据工作电压的转变 保持工作中。每一个传感器的顶端都是有一层小金字塔式形的电级层（electrode layer）。他们根据这一金字塔式的顶尖就可以感受到特轻物件的净重。

当外部对这种“小金字塔式”施压时，这种“金字塔式”便会形变，与此同时将挪动的正离子从电级层推倒导电性层。OECTs 能够精确测量到因正离子的健身运动造成的工作电压转变 ，并转换为工作压力敏感性。

▲来源于 NTU 官方网站的研究汇报截屏

这款工作压力传感器能够检验到特轻物件（1.1Pa 或 0.0113g/cm² 的物件）。他们比现阶段大家常应用的电容传感器传感器、电阻器传感器、工作电压传感器都需要更灵巧。

梁专家教授将新式传感器与普遍的传感器作了个较为，“新式 OECTs 检验到小工作压力键入，会迅速的调整至髙压敏感度（high pressure sensitivity）—— 这会好于电容器工作压力传感器（capacitive pressure sensors）1 千倍，好于电阻器传感器（resistive sensors）100 倍，好于有飞机场效用晶体三极管型传感器 10 倍”。

三、能“贴”在的身上数据监测，诊疗和机器人或将变成 传感器落地式实际的情景

现阶段，研究精英团队早已将这种传感器集成化到机器人的“手”上，让机器人可以根据传感器把握住更小的物件。该精英团队还已经再次开发设计此项技术性，期待给机器人造就更强的一双“手”。

该精英团队期待能将这种传感器打印出成一块块的“补丁包”，做为智能化机器人的“肌肤”。有着那样“肌肤”的机器人能对外部刺激性快速响应，会更像人们。当有些人从她们身旁历经时，这种机器人根据“肌肤”认知到，慢下来，清晰发生什么事以后，再砥砺前行。

与此同时，因为新式传感器内嵌低工作标准电压，它能以非常低的输出功率保持工作中，降低了对锂电池组的要求。

新式传感器还可以为敏感肌肤的病人精确测量脉率和血压值。他们能够印在像纱布一样薄的贴片式上，让医护人员能够把他们贴在患者的身上检测病人数据信息。

现阶段，该研究致力于将轻量超灵巧工作压力传感器商业化的。

梁专家教授觉得，“产品研发高敏感性的软性工作压力传感器对新技术应用具备巨大的诱惑力，如信息内容物理学系统软件（cyber-physical systems）、软体动物机器人技术性（soft robotics）和可配戴保健医疗机器设备（wearable healthcare devices）”。

总结：传感器销售市场火爆，可配戴传感器或成必然趋势

伴随着愈来愈多及其愈来愈人性化的用户需求发生，智能穿戴设备对传感器的发展趋势明确提出了高些的规定。

6 月 8 日，韩国三星优秀技术性研究院公布了一款以软性 OLED 为显示器的“肌肤贴片式”，其内嵌可延伸的传感器。

据美国市场调查企业 IDTechEx 汇报，2019 年，智能穿戴设备市场容量做到近 700 亿美金。汇报说明，现阶段销售市场上的智能穿戴设备加上了很多繁杂的传感器选择项。可配戴传感器在工业生产、国防和安全领域的运用日趋完善。

虽然大伙儿对新的技术性商品翘首以待，但现阶段可配戴传感器还需历经数次试验，间距全方位落地式实际尚远。大家对于此事应抱有谨慎乐观的心态。