德国开姆尼茨理工大学的研究团队日前探索出一种新的途径来开发极其敏感的3D磁场传感器，该传感器可以集成到电子皮肤系统。

 研究团队负责人指出，研究人员使用了全新的方法来实现3D设备阵列的小型化和集成，并朝着模仿人类皮肤的自然触感迈出重要一步。我们的方法允许在3D精确的空间布置功能传感器元件，可以在并行製造过程中大规模生产。值得注意的是，团队提出的传感器系统的核心是各向异性磁阻(AMR)传感器。AMR传感器主要用于精确确定磁场的变化，目前多用于汽车中的速度传感器，或确定各种机器中运动部件的位置和角度。

 为了开发高度紧凑的传感器系统，研究人员利用“微型折纸”工艺技术，该技术用于将传感器组件折叠成三维架构，可以解析三维的磁场矢量场。“微型折纸”允许大量微电子元件安装在狭小的空间中，并将它们排列成任何传统微加工技术都无法实现的几何形状。

 据了解，“微型折纸”工艺开发于二十多年前，研究团队将3D“微型折纸”磁传感器阵列集成到单个有源矩阵中，其中每个单独的传感器都可以通过微电子电路方便寻址和读取。研究人员指出，有源矩阵磁传感器与自组装“微型折纸”架构的结合是一种全新的方法，可将高分辨率3D传感系统小型化和集成。与此同时，研究团队目前已成功将带有磁根细毛的3D磁场传感器集成到人造电子皮肤中。

 研究人员解释称，电子皮肤由弹性材料製成，其中嵌入了电子设备和传感器，这类似于与神经交织的有机皮肤。当毛髮被触摸和弯曲时，底层的3D磁传感器可以检测到磁根的运动和确切位置。也就是说，传感器矩阵不仅能够记录毛髮的裸露运动，还可以确定运动的确切方向。与真实的人类皮肤一样，电子皮肤上的每一根毛髮都成为一个完整的传感器单元，可以感知和检测附近的变化。

 研究人员表示，3D磁传感器与磁发根之间的实时磁机耦合通过电子皮肤系统提供了一种新型的触敏感知。当人类和机械人紧密合作时，这种能力非常重要。例如，机械人可以在有意接触或意外碰撞即将发生之前，提前感知与人类同伴的交互，并提供许多细节。

 近年来，机械人拟人化逐渐成为新的发展趋势。研究人员指出，机械人的硬件和软件都是模块化运行的，很容易进行升级迭代，也可以独立运行，有时候我们甚至不需要一个完整的机械人，就可以控制头部，或者手臂，完成相关任务。下一步，团队将继续深化电子皮肤系统的应用，通过尽可能低的成本创造出更多应用，务求令模仿技术更精益求精。