英国研究人员日前研发了一种新的基于水凝胶的皮肤，这种极其柔韧的皮肤使用一系列电极和一种演算法重建触觉刺激，让机械人能够检测物体的触觉特性，複製人类的触觉，有望促进软体机械人的开发。水凝胶皮肤还可以用于医疗、假肢、智能纺织品等领域。此外，水凝胶可更方便嵌入感测器和电路，使机械人可以拥有和人类类似的触觉，大大提升机械人的感知能力。

 水凝胶是一种不溶于水但含有大量水分的凝胶，具有很好的柔韧性和生物相容性。世界各地的研究人员都对如何用柔性和可拉伸材料製造机械人感兴趣，为了最大限度突出这些机械人的优势，包括感测器在内的机械人所有零件都必须是柔软的。鑒于此，研究人员从人类皮肤中汲取灵感，创造出了一种可拉伸的传感材料，这种材料可检测任何损伤，感知物体或人类的触摸，并监测其周围环境。

 据悉，研究使用了一种专门用于开发的传感水凝胶作为皮肤的基础，这种水凝胶可生物降解，且非常有弹性。研究人员将其与电阻抗断层成像硬体相结合，硬体使用皮肤边缘的电极来施加电流并测量电压，从而提供有关皮肤状态的信息，推断人造皮肤被触摸的位置，以及是否有受损。

 与传统的基于神经网络的人工皮肤系统不同，这种水凝胶机械人皮肤不需要複杂的计算模型来分析电极资料，而是使用了一种基于少量真实资料的简化方法来生成变形图。在初步评估中，研究人员发现新方法明显优于基于传统神经网络的人造皮肤系统，在一百七十毫米的圆形皮肤上实现了十二点一毫米的平均解析度。

 研究团队对这种水凝胶机械人皮肤进行了三项实际应用测试，分别是损伤检测、环境监测和触觉刺激识别，最后结果是，在这三项任务中都表现良好，表明可以被用来提高旨在处理不同任务的软体机械人系统的能力，执行不同的任务。

 团队目前正在努力改善皮肤的形状和大小，以便能感知更複杂的刺激。例如，将皮肤涂抹在机械手上，它不仅能感知皮肤被接触的位置和力度，还能感知机械手每个手指的位置以及手是否受损。

 水凝膜皮肤的出现，不仅帮助软体机械人获取物体位置、形态、力和压力等外部环境的信息，让机械人拥有即时感知周围环境的变化的能力，还能帮助机械人提高控制能力，通过皮肤的感测器传递的信息，机械人可以更加精确地控制自身的运动和形态，并通过AI技术学习运动姿态，以完成複杂的操作和任务。