德克萨斯州奥斯汀——有史以来第一个有弹性的电子皮肤可以为机器人和其他设备提供与人类皮肤相同的柔软度和触觉灵敏度，为执行需要大量精度和控制力的任务开辟了新的可能性。

由德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发的新型可拉伸电子皮肤解决了新兴技术的一个主要瓶颈。现有的电子皮肤技术会随着材料的拉伸而失去传感精度，但这个新版本并非如此。

“就像人类的皮肤必须伸展和弯曲以适应我们的动作一样，电子皮肤也是如此，”领导该项目的科克雷尔工程学院航空航天工程和工程力学系教授Nanshu Lu说。“无论我们的电子皮肤拉伸多少，压力反应都不会改变，这是一项重大成就。”

这项新研究发表在《Matter》杂志上。

Lu 将可拉伸的电子皮肤设想为机器人手的关键组件，该手具有与人手相同的柔软度和灵敏度。这可以应用于医疗保健，机器人可以检查患者的脉搏，擦拭身体或按摩身体部位。

为什么需要机器人护士或物理治疗师？在世界各地，数以百万计的人正在老龄化，需要护理，这超出了全球医疗系统所能提供的程度。

“未来，如果我们的老年人多于可用的护理人员，那将是一场全球性的危机，”卢说。“我们需要找到新的方法来有效和温和地照顾人们，而机器人是这个难题的重要组成部分。

除了医学之外，人类关怀机器人还可以部署在灾难中。例如，他们可以在地震或倒塌的建筑物中寻找受伤和被困人员，并应用现场护理，例如进行心肺复苏术。

电子皮肤技术可感应接触压力，让连接的机器知道使用多大的力，例如，抓住杯子或触摸人。但是，当传统的电子皮肤被拉伸时，它也会感觉到这种变形。该读数会产生额外的噪声，从而扭曲传感器感知压力的能力。这可能会导致机器人用力过猛地抓住某物。

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在演示中，可拉伸性使研究人员能够制造出充气探头和夹具，这些探头和夹具可以改变形状以执行各种敏感的、基于触摸的任务。充气的皮肤包裹探头用于人类受试者，以准确捕获他们的脉搏和脉搏波。放气的夹持器可以顺应地抓住不倒翁而不会掉落，即使硬币掉进去也是如此。该设备还压在酥脆的炸玉米饼壳上而不会破坏它。

这一发现的关键是Lu和合作者多年来一直在研究的创新混合响应压力传感器。传统的电子皮肤要么是电容式的，要么是电阻式的，但混合响应电子皮肤同时采用两种对压力的反应。完善这些传感器，并将它们与可拉伸的绝缘和电极材料相结合，实现了这种电子皮肤创新。

Lu – 她还隶属于生物医学工程系，Chandra Family电气和计算机工程系，Walker机械工程系和德克萨斯材料研究所 – 和她的团队现在正致力于潜在的应用。他们正在与自然科学学院计算机科学系助理教授罗伯托·马丁-马丁（Roberto Martin-Martin）合作，构建一个配备电子皮肤的机械臂。研究人员和UT已经为电子皮肤技术提交了临时专利申请，Lu愿意与机器人公司合作将其推向市场。

该论文的其他作者是沃克工程系的Kyoung-Ho Ha和Sangjun Kim;航空航天工程与工程力学系的Zhengjie Li、Heeyong Huh和Zheliang Wang;以及钱德拉家族电气与计算机工程系的 Hongyang Shi、Charles Block 和 Sarnab Bhattacharya。Ha 现在是西北大学奎里辛普森生物电子研究所的博士后研究员，Block 现在是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校计算机科学系的博士生。