□ 本报记者 杨频萍

要想让机器人成为身边的护工、保姆，触觉感知必不可少。近日，南京大学集成电路学院副教授程文与山东新华锦（维权）国际股份有限公司在中国科技发展基金会及其发起的“青年科学家产学研创新联合体”的牵线搭桥下，就电子皮肤技术在外骨骼机器人上的应用达成横向合作协议。

机器人给人的印象多是冰冷、机械的“钢铁直男”，但如果给它们装上电子皮肤，机器人将像人类拥有触觉，推开感知世界的大门。

程文说，电子皮肤并不神秘，是一种基于柔性薄膜材料的多功能传感系统，区别于传统刚性的传感器，可贴合复杂曲面并模拟人类皮肤触觉的功能，“不仅要足够柔软，还要集成各类功能，让机器能感受压力、温度，以及滑动、摩擦等各种外界刺激。”

国内外研究电子皮肤的团队很多，程文主要聚焦于开发柔性压力传感器。“电子皮肤”的压力感知非常重要，程文举例说，“就拿养老服务机器人来说，未来它们可能会代替护工，为医院、养老院的老人翻身，协助老人行动，如果拿捏不了动作的‘轻重’，很可能造成二次创伤。”

柔性压力传感器的已有研究向来强调灵敏度，而程文认为，灵敏度是起点，柔性压力传感器的稳定性才是实际应用乃至产业化的关键。“由于柔性材料的黏弹性以及柔性材料界面之间的黏附性，电子皮肤受压发生形变时会产生明显的回滞效应，导致传感器读数和实际压力值存在显著误差。”程文说，这也是团队目前正在攻克的技术难题。团队通过微结构调控“力—电”物性耦合，从工作机制、材料、微/纳米结构和界面设计等多维入手，提出了多项抑制回滞的策略，由此将传感器的回滞误差从通常的大于15%降低到5%甚至2%以下。同时，他们还开发了新型功能材料，确保电子皮肤在温湿度变化的环境中都能保持长期稳定工作。

科技成果只有与产业深度结合，才能转化为现实生产力。程文表示，作为高校老师，自己并没有太多精力直接从事产业化工作，过去想和企业合作，但凭借自己的力量又很难对接到合适的企业。“通过联合体‘需求池’匹配，新华锦在康养产业上的技术需求，一次性链接了我们与哈尔滨工业大学的另一个团队的研究成果，双方一拍即合。”

据介绍，电子皮肤将被企业首次应用于外骨骼机器人，提升其感知性能。今年外骨骼机器人被国内多个景区作为登山辅助设备引进，备受游客青睐。程文告诉记者，在康养领域，外骨骼机器人也处于商业风口，我国即将进入深度老龄化社会，一些老年人随着年龄增长会出现关节疼痛、肌肉力量减弱等问题，外骨骼机器人可以通过提供额外的支撑和助力，减轻老人的关节负担，提高行走稳定性和舒适度，帮助他们更轻松地行走。

目前程文与企业定期就外骨骼机器人的结构设计进行讨论，“现有外骨骼机器人还少有柔性的传感器，穿戴久了局部区域会产生比较大的压力。”程文说，我们希望在产品设计阶段，用电子皮肤感知和调整外骨骼机器人与人皮肤接触面的压力分布，避免局部区域过度地受压。“比如现在有的外骨骼机器人在辅助人类走路的时候，就会因为力反馈不当，导致人走路姿势不自然。”

程文说，他期待在企业研发产品的过程中，更多了解用户的需求、行业的痛点及其背后的科学问题。“科研团队和企业的紧密合作将加速电子皮肤研究成果的转化，相信在不太久的未来，电子皮肤将重新定义人机关系，让我们的生活变得更加智能、便捷、美好。”