哈工大研發基于人類真實皮膚結構“汗毛-皮膚”的傳感器

　　近日，哈爾濱工業大學航天學院復合材料與結構研究所赫曉東教授、王榮國教授團隊的一種基于人類真實皮膚結構的“汗毛-皮膚”傳感器研究成果，發表于美國化學協會《應用材料與界面雜志》（影響因子7.145）上。該項目受到國家自然科學基金等項目資助。

　　皮膚是人類最為重要的感知器官之一，科學家們一直致力于研發接近于人類皮膚的傳感器，以使機器人可以像人類那樣感知世界，例如抓取物體并感知滑動、感知氣體流速、分辨物體軟硬等。現有針對人工皮膚傳感器的設計模型都是基于光滑皮膚，利用各種納米單元或者結構實現高靈敏度的感應，但是在量程范圍或結構耐用性上都存在不足。

　　哈爾濱工業大學智能人工皮膚傳感器的汗毛部分采用鈷基玻璃包覆磁性纖維，皮膚層采用人工硅膠；利用交變磁場激發磁性纖維產生的耦合磁場在外界應力下導致的變化來進行感應，傳感器具備高靈敏度（可感知0.15毫牛重量的蒼蠅），超大量程范圍（0.15毫牛至25牛），可感知氣體流速，具有可修復性，可通過按壓來感知評估材料的硬度等性能；通過雙頻率交變磁場同時激發的檢測方法可以實現對材質電磁性能的評估，可以在感知壓力的同時分辨材料屬性（區分磁性體、非磁性導體、絕緣體）。

　　目前，對于材料屬性的評估絕大多數人工皮膚傳感器并不具備。哈爾濱工業大學“汗毛-皮膚”傳感器已初步應用于機械手夾持過程中摩擦力大小的判斷，未來在機器人領域有潛在的應用前景。柔性器件領域知名學者、大阪府立大學教授竹井邦晴評論說：“‘汗毛-皮膚’傳感器的檢測量程令人印象深刻，其設計思路也是獨一無二的。”