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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

仿生水凝胶,给机器人一双“能感受”的皮肤

发布时间:2025-06-26       来源:中新康明


我们一直在追问:机器人能有“感觉”吗?不是程序意义上的响应,而是真正像人类一样,能通过“皮肤”感知世界的那种感觉。

这听起来有点像科幻小说的桥段,但其实,科学家们已经走在把幻想变为现实的路上了。而其中一个关键的突破口,就藏在一种看似平平无奇的材料——水凝胶里。

从人类皮肤获得灵感

我们的皮肤,其实是一台非常厉害的“感应装置”。它能分辨温度、压力、质地,甚至能精准判断一块物体是软的还是硬的。这都得益于皮肤中复杂的感受器系统:既有快速适应的神经元负责感知动态触碰,比如敲击、滑动;也有慢适应的神经元专门感知静态压力,比如手掌放在桌子上的那种持续感。

相比之下,大多数传统传感器要么只能检测动的东西,要么只能感知静压,没法兼顾。这就好比一个只能听见鼓声却听不到风声的耳朵,很难胜任真正复杂的触觉交互。

于是,科研人员突发奇想:能不能仿照人类皮肤的工作原理,给机器人造一层“有触觉”的皮肤?

水凝胶:软软的身体,强大的内核

这时候,水凝胶闪亮登场了。它是一种高含水、柔软如果冻的材料,虽外表温和,内在却“多才多艺”——能调控电导率、拉伸性,还能响应外界刺激。更妙的是,它能与其他功能材料复合,组合出各种“技能”。

最新研究中,科研团队用仿生水凝胶开发出具备“双模态”触觉的传感器,能模拟人类皮肤感知机制:摩擦电感应“动态触碰”,离子电容感知“静态压力”。

简单说,它不仅能分辨“敲一下”还是“按住不动”,还知道你按的是“棉花还是金属”。这对机器人来说,是一次触觉能力的飞跃。

中新康明,作为专业从事水凝胶类材料研发与定制的企业,具备成熟的制备体系和批量生产能力,不仅能根据客户需求灵活定制不同类型的水凝胶产品,还能确保稳定供应,满足科研、医疗、机器人等多个场景的应用需求。

把“触感”装进机械手里

想象一下,机器人不再仅仅是用“眼睛”(摄像头)看世界,而是也拥有一双“能感觉”的手。当它轻轻触碰一件物品时,不仅能判断它的形状,还能知道它是软还是硬,是粗糙还是光滑。这不仅提升了机器人在服务、医疗、救援等领域的灵活性,更让人与机器人之间的交互变得更加自然和安全。

比如,研究团队将这款水凝胶传感器安装在机械手上,让它通过实际触摸来识别8种不同材质的方块(从柔软海绵到坚硬塑料),准确率高达98.5%。而识别过程完全依赖于仿生触觉信号和神经网络的判断,不再需要依赖视觉信息。

这就好比是给机器人配上了一个懂感觉的“大脑”。

未来,机器人也能“有温度”

这项技术的意义,不仅仅在于提升机器人的感知能力,更是一次人与机器交互方式的重构。仿生材料让机器人不再只是冷冰冰的执行者,而是有了“触感”的存在。

未来,水凝胶可能就是我们和智能设备“沟通”的媒介。我们轻轻一碰,它就能懂我们想干嘛。甚至还能感知我们的情绪、健康状态,做出恰当的反馈。

也许有一天,你的手机或手表不再需要屏幕,只要你摸一摸,它就知道你是开心还是疲惫;你只需轻握一下智能机器人的手,它就能读懂你的需求。这一切,正从一块“软绵绵”的水凝胶开始。

 

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