浙江大学《自然·通讯》：仿生离子触觉电子皮肤，赋予机器手“人般触感”

人类指尖皮肤的精密触觉感知能力是电子皮肤研究的重点目标，但现有方案难以完全复现天然皮肤的复杂结构和功能。浙江大学蓝玲怡研究员团队受人类指尖皮肤真皮细胞外基质的胶原蛋白-透明质酸增强复合水凝胶启发，设计了一种新型仿生电子皮肤。该研究通过将乳酸钠和蒙脱石纳米片整合到明胶基质中，利用动态离子交联和氢键网络，成功开发出具有与天然皮肤相似机械特性和保湿性能的GSM仿生凝胶。进一步通过砂纸模板策略构建类似真皮乳突的微观结构，制备的离子型触觉传感器实现了高达466.3 kPa⁻¹的灵敏度、47毫秒的快速响应以及20帕斯卡到2000千帕斯卡的宽压力检测范围。团队还开发了可拉伸、超薄的手形离子型传感器阵列，集成到机器人手部后实现了精确无损的抓握和多通道压力映射。结合机器学习模型对水果成熟度进行分类，随机森林模型达到了100%的预测准确率。该研究为先进的触觉传感、人机交互和下一代仿人机器人技术建立了强大平台，其可扩展的制造方法为假肢和机器人应用提供了实用路径。