汉威科技研发的柔性触觉传感器：赋予人形机器人“电子皮肤”

皮肤是人类最大的感觉器官，一个成年人的皮肤面积约有1.5～2平米。正是因为有皮肤，人类才能感知到冷热、软硬、压感、摩擦、痛感，大脑将根据这些感觉信号指挥人体做出不同的反应和动作。
传统的工业机器人、服务机器人没有类似皮肤的感知部件，只能靠着预设程序执行一些机械式命令，动作上充满机械感。
随着柔性材料和微纳加工技术的发展进步，电子皮肤应运而生。未来，贴附了电子皮肤的仿生、类人、可交互、动作丝滑、可自主完成任务的具身智能机器人，将逐步取代依赖预设程序、无法感知交互、只能机械执行命令的传统机器人。
电子皮肤其实是一种阵列式柔性触觉传感器，有压阻式、电容式、压电式等多种技术原理。其以聚二甲基硅氧烷PDMS、聚乙烯醇PVA等柔性材料为基底，以碳纳米管、石墨烯、导电聚合物等为敏感材料，采用微纳加工技术制备而成。小小一块电子皮肤就可以集成许多传感点，这些传感点可以采集压力、温度等多种信号，进而实现压力检测、温度检测、纹理识别等功能。
据悉，国内知名的传感器企业汉威科技，早在2013年就已开始布局柔性触觉传感器，现已构建了稳定的纳米敏感材料体系，掌握了柔性压阻、柔性压电、柔性电容、柔性汗液四大核心技术，具备了大面积阵列设计、敏感材料及导电墨水合成制备、大面积印刷电子批量制造等核心能力，拥有数条年产千万支柔性传感器的生产线。基于此，汉威科技形成了自主知识产权的多品种、多量程的柔性触觉传感器，并已取得百余项核心专利。以柔性压力传感器为例，其综合性能已达国际先进水平。
超轻薄，厚度小于0.3mm，与3张A4纸相当；超柔韧，反复弯曲100万次，依然可正常工作；超密集，可集成100个传感点/c㎡，分辨率高；超灵敏，羽毛轻轻拂过的力度，也能精准检测；超快速，从接触到响应，只需不到1毫秒；可剪裁，更好地贴合终端产品，满足个性需求。
目前，汉威科技正在与部分机器人公司开展合作，将柔性触觉传感器整合到机器人灵巧手的指尖、指腹、手臂等部位。这将成为机器人执行复杂、精细动作的重要感知基础。据公开报道，国内外部分厂家的机器人样机已经可以实现手抓鸡蛋、感知纹理材质、端送饮料等功能，有望在家庭服务、智慧康养、工业制造、物流运输等领域率先落地。
未来，电子皮肤还将应用于人机交互、医疗健康、太空探索、仿生机器人等领域，为VR游戏操控服、影视作品动作捕捉服、手术机器人、多自由度仿生假肢、烧伤患者植皮、太空探索多功能灵巧手、超现实仿生机器人等提供感知基础。随着柔性触觉传感器的不断发展，更多电子皮肤的新材料、新结构、新工艺、新应用将不断涌现。