原标题：机器人拥有“皮肤”触觉（创新中心）机器人能否拥有柔软、敏感的“皮肤”，能够像人类一样感知冷热？近日，来自剑桥大学和伦敦大学学院的研究团队在《Science Robotics》杂志上发表了一项成果：他们开发了一种新型柔性导电机器人“皮肤”，可以同时感知压力、温度等，甚至可以识别多个接触点，以类似人类的方式获取周围环境的信息。大卫·哈德曼（David Hardman），该论文的第一作者，博士。英国剑桥大学工程系的教授在接受本报记者采访时表示：“这种‘皮肤’是由单一材料制成的，只需要一个传感器就可以同时识别多种刺激，并且可以塑造成各种复杂的形状，这在以前是很难实现的。”人体皮肤中分布有感觉神经和运动神经，它们的神经末梢和特殊神经感受器广泛分布于表皮、真皮和皮下组织，感受体内外的各种刺激，产生各种感觉，并引起相应的神经反射。机器人传统的“皮肤”通常依赖于微机电系统，表面铺设大量微型传感器来模拟人类神经系统。但这类方案制造工艺复杂、软硬材料容易分层、传感器之间经常存在信号干扰，难以实现大规模部署，且功能远未达到人类皮肤感知的综合水平。英国研究团队此次​​的重要成果是让机器人用一个传感器识别多种不同的刺激。这种检测方法被称为“电阻抗断层扫描”，在单层水凝胶薄膜周围设置32个电极，每4个电极是一个电极。组合成一个测量单元，可以产生超过86万种不同的电流路径组合，形成高密度、全覆盖的传感网络。例如，研究人员首先通过一对电极向水凝胶“皮肤”施加微弱电流。当外部条件发生变化，如温度升高、湿度变化、与物体接触等时，水凝胶的电性能会发生相应变化，进而改变之前施加的电流。随后另一对电极实时进行这种变化。通过分析当前模式的差异，系统可以确定“皮肤”受到了什么刺激。由于“皮肤”每时每刻都接受着外界不同的刺激，因此它产生的“电信号”复杂多样。为了有效处理这些信息反馈，研究团队引入人工智能算法训练，使系统能够自主确定哪些电极组合在识别特定刺激方面最有效。换句话说，这些电极充当“神经”，人工智能充当“大脑”。特定的电信号被“大脑”识别并解释为相应的“感觉”，因此机器人还具有“触觉系统”。这项研究的另一个重要创新在于所使用的柔性材料。该材料为水凝胶，是一种高亲水性三维网络结构凝胶，具有良好的导电性、柔软性和可塑性，对机械力、温度和湿度敏感。它可以直接塑造复杂的形状，例如成比例的成人手掌模型。由水凝胶制成的模拟“皮肤”更加柔软和有触感，为开发高度仿生且坚固的下一代人造皮肤系统奠定了基础。制度奠定了物质基础。 “这种基于水凝胶和“电阻抗断层扫描不仅是机器人感知和材料科学领域的新突破，也体现了计算智能与仿生学融合的新趋势。”北京大学先进制造与机器人学院教授于俊志告诉记者，这项研究打破了传统人造皮肤由一层水凝胶、一圈电极和识别系统设计的瓶颈，用数据驱动的方法让柔性材料“学习”识别复杂信息。当人造皮肤感知环境时，尽管取得了这些令人印象深刻的成果，但该技术仍然面临着挑战，例如，水凝胶在空气中容易失水和破裂，而且在高温环境下其性能不稳定，而且当前的系统需要很长时间才能完成全区域扫描。难以满足高速通信的要求。研究团队表示，下一步将重点开发新的、更稳定的水凝胶或替代材料，并优化算法以提高响应速度。 “无论如何，为机器人创造‘皮肤’是很有意义的。”于俊志表示，“触摸”改变机器人不仅是增加了另一种意义，更是提高了机器人与外部环境交互的能力，帮助其适应更复杂的环境。未来，此类人造皮肤有望应用于人形机器人、医疗健康监测、智能可穿戴设备、智能假肢、工业制造、灾后救援等领域。同时，该技术还将促进柔性电子、智能材料、类脑传感系统等创新技术的发展。