香港城市大学科研团队在机器人电子皮肤领域取得突破性进展,开发出具备神经形态感知能力的全新电子皮肤系统。这项研究通过模拟人类神经系统架构,使机器人皮肤首次实现了触觉信号的自主处理与疼痛感知功能,为仿人机器人发展开辟了新路径。
传统电子皮肤依赖中央处理器进行信号处理,导致触觉反馈存在延迟。新研发的NRE-skin系统采用分层神经形态架构,将触觉信号处理模块直接集成在皮肤内部。每个压力传感器与微型振荡电路构成基础感知单元,当受到外力作用时,传感器电阻变化会即时调控电路输出脉冲频率,形成压力强度与脉冲密度的直接映射关系。研究团队为每个传感器配置了独特的电阻电容组合,通过脉冲波形特征实现精准定位,成功将复杂触觉信息压缩至单一传输通道。
在安全防护方面,NRE-skin实现了突破性创新。当局部压力超过设定阈值时,疼痛中心会直接触发类似脊髓反射的局部保护机制,使机器人肢体在毫秒级时间内做出回避动作,无需等待中央处理器指令。这种自主反应能力显著提升了人机交互的安全性,特别适用于医疗护理、危险作业等场景。系统还具备自检功能,通过持续监测传感器脉冲信号判断皮肤完整性,发现损伤后可快速定位故障模块。
模块化设计是该系统的另一亮点。研究团队采用快拆结构将电子皮肤划分为独立功能单元,每个单元包含完整的感知-处理子系统。当某个模块受损时,维护人员可直接更换受损单元,无需整体替换皮肤系统。这种设计不仅降低了维护成本,还通过标准化接口支持皮肤功能的灵活扩展与升级。
该成果的核心开发者拥有跨学科研究背景,其团队长期致力于触觉感知与柔性电子技术研究。研究过程中突破了传感器集成、脉冲编码、分层处理等多项技术瓶颈,最终构建出集高分辨率感知、自主保护与快速维护于一体的智能电子皮肤系统。这项创新为仿人机器人发展提供了关键技术支撑,有望推动服务机器人、康复机器人等领域的技术革新。











