中科院柔性传感器新突破:具有远程感知-多模态传感功能的高灵敏电子皮肤

人类通过触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉等多种感官整合来全面感知世界。这种感官整合不仅帮助我们理解环境,还为应对各种情境提供了关键信息。随着技术的进步,人形机器人和人机界面的发展突显了扩展人类感官功能的迫切需求。这一需求不仅局限于传统五种感知,还可能引入超越这些感官的第六感:远程感知。远程感知作为认知领域的一次重要突破,展现出在提升决策能力和环境互动方面的巨大潜力。通过突破传统感官的局限,远程感知为人类感知与认知开辟了全新可能性。然而,当前的电子皮肤传感器主要依赖物理接触获取信息,这在无直接交互的情况下表现出显著不足,限制了人机交互(HMI)的能力。尽管已有关于非接触或预接触传感技术的研究,但对远程感知技术的进一步发展探讨仍相对有限。为应对这些挑战,研究者们开始关注通过创新表面结构设计、引入新型复合材料以及离子注入等手段来增强传感器的非接触感知能力。然而,介电层的电荷捕获能力仍显不足,影响了传感器的整体灵敏度,使得在无直接接触的情况下实现有效感知更加困难。另一方面,尽管依靠大数据的模拟建模技术能够识别三维形状,但现有电感受器的灵敏度仍无法同时识别物体的形状和材料组成。因此,将材料科学、纳米技术与深度学习算法的进步融入先进传感器设计中,对于提升触觉和远程感知功能至关重要。提高电荷捕获能力是推动远程感知技术进一步发展的关键。远程感知作为一种新兴技术,能够在一定距离内检测并区分物体的形状和材料组成,展现出广阔的应用前景。