《Macromol. Rapid Commun.》：离子凝胶基仿生电子皮肤助力构建智能分类机器人

Human Skin-Mimicking Ionogel-Based Electronic Skin for Intelligent Robotic Sorting

Xuemeng Xia, Xinyi Cao, Bao Zhang, Leiqian Zhang, Jiancheng Dong, Jingjing Qin, Pengyang Xuan, Leyao Liu, Yi Sun, Wei Fan, Shengjie Ling*, Johan Hofkens, Feili Lai*, Tianxi Liu*

Macromolecular Rapid Communications 2024, DOI: 10.1002/marc.202400379

皮肤具有极其重要的保护、免疫和触觉功能，同时可以向人脑发送适当的反应信号。为了模拟天然皮肤的特性，研究人员开发了各种类型的电子皮肤。目前，基于压电式、压阻式、摩擦电式和电容式的可穿戴电子皮肤的开发取得了巨大进展。随着机器人和物联网技术的快速发展，电子皮肤最近已被应用于各种新兴领域，尤其是智能设备、人机界面和机器人。理想的可穿戴电子皮肤应具有与生物皮肤相似的特性，如：可变形、可拉伸和可自我修复等特性。此外，在应用对象是机器人且机器人需要与其周围环境进行有效互动的情况下，整合触觉传感功能至关重要。

基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组开发了一种由聚丙烯酸离子凝胶（PAIG）制成的多功能仿生电子皮肤，旨在检测人体运动信号并将其用于机器人系统对物体进行识别和分类。PAIG是由包含液态金属和氧化石墨烯纳米片的悬浮液作为引发剂和交联剂制备的，所制备的PAIG具有优异的力学性能、抗冻抗干燥性能以及自愈合能力。在功能上，PAIG可通过机电传感有效捕捉人体运动信号。此外，将基于PAIG的电子皮肤与机械手集成在一起，开发了一种仿生智能分类机器人系统。该系统利用其检测识别摩擦电信号的能力，实现了对材料的精确识别和分类。本研究中介绍的创新技术在人工智能、康复训练和智能分类系统方面具有巨大的应用潜力。

论文连接：https://doi.org/10.1002/marc.202400379

智能分类系统的设计灵感来源及工作机制示意图