全柔性温度/压力仿生皮肤模块化设计与实现

"这篇研究论文探讨了柔性温度压力仿生皮肤的模块化设计与实现，主要涉及了温敏传感器和力敏传感器的制作，以及全柔性触觉传感器阵列的结构设计。研究团队利用石墨烯纳米片制造薄膜温敏传感器，并采用炭黑/硅橡胶复合材料与有机硅导电银胶构建电容式力敏传感器。传感器阵列基于聚酰亚胺柔性基体设计，具备可拼接特性，适用于智能机器人的人工皮肤。" 在当前的科技领域，电子皮肤或仿生皮肤是人工智能和机器人技术的一个重要研究方向。这篇论文的重点在于实现这种皮肤的模块化设计，以便于定制和扩展。模块化设计允许研究人员根据需要组合和配置传感器，提高了系统的灵活性和适应性。 论文首先介绍了温敏传感器的制造方法，使用了石墨烯纳米片，这是一种先进的材料，因其出色的热传导性能和良好的机械柔韧性而被广泛应用。石墨烯纳米片形成的薄膜能够敏感地响应环境温度变化，从而提供准确的温度信息。 接着，论文讨论了力敏传感器的设计，采用了炭黑/硅橡胶复合材料作为弹性电介质，结合有机硅导电银胶作为上极板来构造电容式传感器。这种设计可以感知施加的压力，因为压力变化会影响电容的大小，从而改变电信号的输出。 随后，研究团队将这两种传感器集成在一个全柔性基体——聚酰亚胺上，创建了一种新型的温度/压力触觉传感器。聚酰亚胺因其耐高温、化学稳定性好和优秀的机械性能，是制造柔性电子设备的理想材料。设计的传感器阵列具有可拼接的特点，意味着可以灵活地扩展传感器的覆盖面积，以适应不同尺寸或形状的机器人表面。 论文还涵盖了传感器的检测机制和信号采集与处理系统。通过对温度、压力以及温度/压力复合感知的实验，验证了这种模块化触觉传感阵列及信号提取系统的有效性，证明它们能够实现触觉感知功能。 关键词如“电子皮肤”、“模块化”、“全柔性”、“可拼接式阵列”、“传感信息处理”和“触觉传感器”揭示了研究的核心内容，这不仅对于机器人技术，也对于可穿戴设备和生物医学应用等领域具有重要的理论和实践意义。该研究为未来可穿戴人工皮肤的进一步发展提供了创新性的设计方案。