- 仿生電子皮膚實現觸覺 - 溫度雙模感知，假肢觸感接近人類
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2025/8/7
韓國科學技術院（KAIST）機器人與智能系統實驗室研發的仿生電子皮膚，在《科學進展》發表的論文中展示了其突破性性能：可同時檢測 0.1-100kPa 范圍內的壓力變化和 10-50℃的溫度波動，空間分辨率達 100dpi（每英寸 100 個傳感單元），響應時間僅 5 毫秒，各項指標全面超越現有產品，使假肢首次具備接近人類皮膚的觸感分辨能力。
這款電子皮膚采用三明治式三層結構設計：底層是基于石墨烯的壓力傳感器陣列，通過壓阻效應（壓力導致材料電阻變化）實現力學感知，其石墨烯片層間的微褶皺結構使靈敏度達到 0.5kPa⁻¹，可感知蝴蝶停落的壓力；中層為垂直生長的氧化鋅納米線網絡，利用其壓電特性實現溫度檢測，納米線的直徑僅 50 納米，確保了快速的熱響應；頂層是聚酰亞胺柔性封裝層，厚度僅 20 微米，可承受 10 萬次彎折而不損壞。
“我們在傳感器陣列中集成了 2048 個獨立通道，通過時分復用技術實現并行信號采集。” 研究帶頭人李在煥教授在演示中展示，裝配該電子皮膚的假肢能準確區分絲綢（0.2kPa）與砂紙（5kPa）的觸感差異，甚至能辨別 37℃與 38℃的溫差 —— 這相當于人類指尖對溫度的分辨極限。
臨床試驗的效果更為顯著。在對 12 名前臂截肢患者的 6 個月測試中，使用該電子皮膚的假肢用戶，物體識別準確率從傳統肌電假肢的 65% 提升至 92%，其中對易碎物品（如雞蛋）的抓取成功率從零提升至 83%。患者滿意度調查顯示，佩戴舒適度評分（10 分制）從 4.2 分提高至 7.8 分，83% 的使用者表示 “能感受到接近真實的觸感反饋”。
該技術的產業化進程正在加速。韓國現代重工已獲得獨家授權，計劃 2028 年將其應用于汽車裝配線機器人，預計使精密部件裝配效率提升 50%，誤操作率降低 90%。醫療領域，首爾國立大學醫院正推進臨床驗證，目標 2029 年實現商業化，初期定價約 8 萬美元，僅為現有進口觸覺假肢的 1/3。
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