香港城市大学研究团队近日取得一项突破性成果，开发出名为神经形态机器人电子皮肤（NRE-skin）的新型触觉感知系统。这项技术通过模仿人类神经系统架构，使机器人皮肤具备类似生物的触觉处理能力，为仿人机器人领域带来全新发展思路。
传统电子皮肤依赖中央处理器处理触觉信号，而NRE-skin采用分层神经形态架构，让触觉信息在皮肤内部完成初步处理。研究团队将压力传感器与微型振荡电路直接集成，当皮肤感知压力时，传感器电阻变化会即时调控振荡频率，形成压力强度与脉冲频率的直接映射关系。为解决定位难题，每个传感器配备独特的电阻电容组合作为"位置指纹"，使脉冲信号在形状、宽度或幅度上呈现差异化特征。
该系统通过"频率编码强度、特征编码位置"的创新机制，将复杂的触觉信息高效汇聚到单一传输通道。这种设计不仅提升了信号处理效率，更实现了类似生物神经系统的分级处理模式。研究团队构建的四层结构包含封装层、传感层、电路层和基底层，分别对应人类皮肤的角质层、机械感受器、神经传导网络和皮下组织。
电路层作为核心处理模块，被划分为疼痛中心、特征识别、信号整合、脉冲发生和连接器五大功能区域。其中疼痛中心实时监测脉冲频率，当压力超过预设阈值时，系统会绕过中央处理器直接触发局部反射机制，实现毫秒级保护动作。这种类似脊髓反射弧的设计，使机器人能在0.1秒内完成缩回等应急反应，大幅提升安全性能。
在损伤检测方面，NRE-skin通过持续监测传感器产生的"活脉冲"状态实现自检功能。当脉冲信号中断时，系统可精准定位受损位置，配合模块化快拆结构，维修人员能快速更换受损单元。这种设计显著降低了维护成本，使电子皮肤的工业化应用更具可行性。
该技术同时实现了高分辨率触觉感知、主动保护机制和高效维护三大突破。实验数据显示，其压力感知精度达到0.1牛顿，定位误差控制在1毫米以内，反射响应速度比传统系统快5倍以上。这些性能指标已接近人类皮肤水平，为制造更安全的护理机器人、工业协作机器人奠定了技术基础。
研究团队负责人介绍，这项成果的核心创新在于将生物神经系统的分级处理机制转化为工程实现。通过模拟人类皮肤的多层结构与信号传导方式，不仅解决了触觉信号的实时处理难题，更赋予机器人自主感知和决策能力。目前该技术已申请多项国际专利，相关论文在机器人领域权威期刊发表。
这项研究的学术带头人本科和硕士均毕业于西南交通大学，博士阶段深耕柔性电子领域。其研究团队长期致力于触觉感知技术研究，此前已在仿生传感器、人机交互界面等领域取得多项成果。此次突破标志着机器人触觉技术从被动感知向主动认知的跨越，为开发具备真实触觉体验的仿人机器人开辟了新路径。
