【研究目的】

电子皮肤（electronic skin）触觉传感器作为可穿戴设备的一种，其研究和开发受到了来自机械、电子、仪器和医学等不同学科研究人员的高度重视。近年来，集成了各类传感器和执行器的可穿戴设备作为智能终端逐渐兴起，促进了健康医疗、家居、工业生产和军用领域等的智能化。电子皮肤作为下一代机器人与医疗设备等的关键部件，美日等发达国家投入了巨大的人力与物力，特别是对用于接触压力测量的电子皮肤，由于其广泛用于工业生产设备与医疗设备中，且对于柔性与弹性的要求很高，其开发与应用已经成为当今学术研究的热点之一，有助于提升大湾区高端装备与智能制造竞争力。

【技术创新】

北京科技大学顺德创新学院/北京科技大学机械工程学院本团队研制的高柔弹性阵列仿生电子皮肤触觉传感器，注重模拟人类皮肤的机械性质，基于银纳米线、聚二甲基硅氧烷和高分子压阻材料，综合运用材料科学、机械设计、纳米制造、传感器技术和有限元模拟完成电子皮肤阵列触觉传感器的设计、制作和组装，并实现在机器人三维表面上大面积覆盖与应用测试，满足仿生皮肤轻量化、高柔性与高弹性、压力测量范围能够根据应用环境和部位调整等需求。

图1 电子皮肤高柔弹性展示图：(a)自然状态；(b)折叠；(c)平面拉伸；(d)三维扭转；(e)三维弯曲

【知识产权】

（1）SMART MATER STRUCT、IEEE T NANOTECHNOL、IEEE SENS J国际知名期刊和国际会议等高水平期刊论文和大会报告；

（2）申请国家发明专利/实用新型/外观/软著5项，授权2项。

【应用领域】

机械装备、人工智能、机器人、3C电子、医疗、大健康、汽车等。

【应用情况】

本成果实现了8×8触觉传感器阵列模型制作和应用测试，这种电子皮肤触觉传感器空间分辨率达到4.5 mm×6.0 mm，可测量动态压力频率＞5 Hz，具有高柔性、高弹性，其拉伸率可达到30%，超越了人类皮肤最大的拉伸率，还能在 0～180 kPa 大量程范围内实现高精度的测量，可扩展性好，性能稳定，可用于医疗器械、机器人和人体上实现复杂表面或活动关节等的动态测量。