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  未來機器人應(yīng)用十分廣泛，舉凡工業(yè)、服務(wù)、探索，以及醫(yī)療照護等，都需要具有人工智能的機器人，智能機器人的發(fā)展將對人類產(chǎn)生革命性的影響�，F(xiàn)今智能機器人發(fā)展的挑戰(zhàn)包含：對外在環(huán)境的缺乏感知能力、與人類互動的不安全性、缺乏移動的自由度等。尤其，機器人不像人類具有感知皮膚，使得機器人無法感知外在環(huán)境，在控制難以感知回饋，不僅在應(yīng)用上大打折扣，更增添人機使用的危險性。 

  實現(xiàn)機器人的感知皮膚是極具困難的，因為傳統(tǒng)硬傳感器無法隨著機器人的外型而配置，再者，大面積、大密度的配置下，傳統(tǒng)被動感測組件的功耗，將會是獨立運作機器人電力的一大問題。在所有機器人中，柔性機器人具有柔軟、能適應(yīng)環(huán)境變化的外型，相對于硬機器人，更能提供良好的運動自由性，以及安全、順應(yīng)的「人-機」與「環(huán)境-機」互動，但因為軟機器人連續(xù)彎曲、變形的外型，實現(xiàn)軟機器人的感知皮膚更是困難。 

  近日，在佐治亞理工學(xué)院、中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士的帶領(lǐng)下，賴盈至教授、鄧佳楠博士、劉瑞遠博士等研究員，利用摩擦納米發(fā)電機實現(xiàn)了柔性機器人的主動感知與反應(yīng)能力，通過大自然界的摩擦電效應(yīng)，使各種軟機器人可以像生物般，主動地感知外部的刺激和內(nèi)部的肌肉運動。研究人員首先研發(fā)能夠同時擁有優(yōu)異機械拉伸性(100％應(yīng)變拉伸性能)、優(yōu)異低壓敏感度(9.54 V kPa-1，<5 kPa；最低檢測限度至63 Pa)的摩擦納米發(fā)電機電子皮膚，同時具有優(yōu)良機械與優(yōu)異感測能力的特征，加上與柔性機器人的材料模量匹配，使得摩擦電式電子皮膚可以集成到氣動執(zhí)行器中，搭配柔性機器人柔軟、適應(yīng)環(huán)境的肌肉，使柔性機器人可以執(zhí)行各種主動感知和響應(yīng)的任務(wù)。具有摩擦納米發(fā)電機皮膚的軟性夾具，能夠自主感知移動商品的每個動作(包含靠近,拿取,提升等)，并且能夠察覺商品意外掉落的風(fēng)險。具有摩擦納米發(fā)電機皮膚的軟性機器人手指具有潛力可以幫忙檢查嬰兒是否尿褲子。具有摩擦納米發(fā)電機皮膚的軟性機器人還具有幫人類進行觸診的潛力，免去硬機器人的不舒適感。具有摩擦納米發(fā)電機皮膚的軟性機器人能夠在移動過程中，感覺每個肌肉的動作，這種摩擦納米發(fā)電機機器人皮膚可以大面積部屬在軟機器人的表面。除了可以感知人類的碰觸外，還可以進行用聲音、光、短語與人類進行互動。

  這項研究發(fā)表于Advanced Materials (DOI:10.1002/adma.201801114)，將為人工智能、柔性機器人、人機界面的各種應(yīng)用開啟大門。 

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201801114