歷經6年努力，意大利和奧地利研究人員開創性地研發出一種三合一混合材料，被稱為新一代“智能皮膚”。其靈敏度是真實皮膚的1000倍，能探測觸覺、溫度、水分甚至微生物，有助促進靈敏機器人和智能假肢的研發。相關研究發表于最近的《先進材料技術》雜志。
最新研究負責人、意大利科學家安娜·科克萊特領導奧地利格拉茨理工大學固態物理研究所團隊研制的這款智能皮膚，每平方毫米有2000個獨立傳感器，比人類指尖更靈敏。每個傳感器內部是以水凝膠形式存在的智能聚合物，外殼是壓電氧化鋅。
科克萊特解釋道：“水凝膠可以吸收水分，在濕度和溫度發生變化時膨脹。在此過程中，水凝膠對壓電氧化鋅施加壓力，壓電氧化鋅通過電信號響應此壓力和所有其他機械應力。這種超薄材料能以極高的空間分辨率同時對力、水分和溫度作出反應，并發出相應的電子信號，這種擁有多傳感器特性的材料是智能人工材料技術領域的‘圣杯’。”
據悉，第一批人造皮膚樣本的厚度為6微米，而人表皮的厚度為0.03—2毫米。人造皮膚還可做得更薄。此外，人類皮膚可感知約1平方毫米大小的物體，人造智能皮膚的靈敏度為人類皮膚的1000倍，可以探測微生物等更小的對象。
研究人員表示，他們首次結合3種物理化學方法：水凝膠材料的化學氣相沉積、氧化鋅的原子層沉積和聚合物模板的納米印刷光刻，研制出了這種智能皮膚。智能皮膚有望應用于諸多領域。如在醫療保健領域獨立檢測微生物并給出相關報告，還可用于能感知溫度或濕度的人體假肢，能更靈敏地感知環境的機器人等。
這種智能皮膚的核心部件使用基于蒸汽的制造工藝生產而成，這一工藝目前已經很成熟，因此智能皮膚很容易擴展。研究團隊目前正在優化該皮膚的特性，希望擴大材料反應的溫度范圍，提高其柔韌性。
【總編輯圈點】
人類對機器人的期待不僅僅局限于讓它們會說話、能活動，這只是“局部”的智能而已。如果它們像人一樣，有嗅覺、有觸覺、能感知，甚至能思考，那就離真正的智能又近一步，也更符合我們對智能的理解。這項研究開發出的智能皮膚，就是讓機器人更加智能的途徑之一。值得一提的是，這種智能皮膚比人的皮膚更靈敏、更強大，充分發揮出智能傳感的巨大優勢。
來源：科技日報
