工程师开发突破性的“机器人皮肤”

UBC工程师与本田的研究机构Frontier Robotics合作开发了该传感器

UBC和本田研究人员开发的新型软传感器智能、可拉伸且高度灵敏，为机器人和假肢的广泛应用打开了大门。

当应用于假肢或机器人肢体的表面时，传感器皮肤提供触摸灵敏度和灵巧性，从而完成机器难以完成的任务，例如捡起一块软水果。该传感器触感柔软，就像人体皮肤一样，有助于使人与人之间的互动更安全、更逼真。

“我们的传感器可以感知多种类型的力，使假肢或机械臂能够灵巧而精确地响应触觉刺激。例如，手臂可以握住鸡蛋或一杯水等易碎物体，而不会压碎或掉落它们，“研究作者Mirza Saquib Sarwar博士说。

该传感器使假肢或机械臂能够灵巧而精确地响应触觉刺激，例如握住鸡蛋等易碎物体而不会掉落或损坏它们

赋予机器触觉

该传感器主要由硅橡胶制成，这种材料与电影中许多皮肤特效所用的材料相同。该团队的独特设计使其能够弯曲和起皱，就像人类皮肤一样。

“我们的传感器使用微弱的电场来感应物体，即使是在远处，就像触摸屏一样。但与触摸屏不同的是，这种传感器是柔软的，可以检测进入和沿其表面的力。这种独特的组合是采用与人接触的机器人技术的关键，“UBC先进材料与工艺工程实验室（AMPEL）的资深研究作者、电气和计算机工程教授John Madden博士解释说。

传感器及工作原理。（A） 电极结构的顶视图（左）和侧视图（右） （B） 传感器电极布局显示四个顶部电极（蓝色 E1–E4）和一个底部电极（红色）。电场直接在顶部和底部电极 （X1） 之间耦合，而一些边缘场 （X2、X3） 延伸到器件平面上方，可以耦合到手指中进行接近检测。该设备是一种互电容式传感器，其中（D）施加的压力使顶部电极（原为灰色）向下（蓝色）移动，以增加与底部电极（红色）的耦合，而（E）通过横向位移和顶部和底部电极的变化重叠来检测剪切力（为清楚起见，省略了介电）。在（F）中，传感器的部分被切掉以显示结构和电极排列。（G） 传感器的横截面显示用手指剪切时局部屈曲。

UBC团队与本田的研究机构Frontier Robotics合作开发了这项技术。自 1980 年代以来，本田一直在人形机器人领域进行创新，并开发了著名的 ASIMO 机器人。它还开发了辅助行走的设备，以及新兴的本田阿凡达机器人。

该研究的主要作者之一、Frontier Robotics总工程师Ishizaki Ryusuke先生说：“Madden博士的实验室在柔性传感器方面拥有丰富的专业知识，我们很高兴与这个团队合作开发可应用于机器人的触觉传感器。

本田机器人手将柔软的皮肤传感器添加到手掌上

实用且可扩展

研究人员表示，这种新型传感器制造简单，易于扩展以覆盖大的表面积并大量生产。

Madden博士指出，传感器和智能正在使机器变得更加强大和逼真，越来越多地允许人们与它们一起工作和玩耍，但还可以实现更多。

“人类皮肤指尖上的感应点比我们的技术多100倍，随着传感器不断进化，他变得更像皮肤，也可以检测温度甚至损伤。机器人需要更智能，知道应该关注哪些传感器，以及如何做出反应。传感器和人工智能的发展需要齐头并进。”