电子皮肤，感受复杂触觉
综合报道
如果有人闯入了你的家中，他也许能够灵巧地躲开红外线报警器，也许能够保证不发出声音，但是他绝对躲不过埋在地毯中的压力感受器，它们能收集自己的“感觉”，并通过分析判别来人是陌生人还是家庭成员。
让机器人拥有复杂的“感觉”一直是研究者们的目标。最近日本东京大学科学家染谷高尾开发出了一种拥有如同人一般敏感触觉的电子皮肤，从而向这个目标迈进了一大步。
感受压力是根本
人的皮肤具有非常精致的“触觉感受器”，在受到压力刺激时能产生神经传导信号。人的皮肤感受轻柔压力的主要“传感器”是皮肤内名为麦斯纳小体的层状小组织球。染谷高尾研究的电子皮肤模拟聚偏二氟乙烯橡胶的特性，在受到挤压时产生电场，可用它来制作压力感受垫，可以应用于计算机键盘以及其他由触觉引发的电子感受装置。
对于真正具有触觉的电子皮肤来说，不仅需要能够感受压力，还要能确定压力所在的位置。因此，电子皮肤必须含有大量的独立传感器，其中每个独立传感器在受到压力时，都能发送电信号。整张电子皮肤都是含有导电石墨电极的橡胶聚合体，在受到挤压时，整块橡胶的电阻发生变化，而且橡胶下的晶体管阵列能够检测到这种电阻变化。
柔韧性是关键
电子皮肤的关键是要具有足够的柔韧性，就如同真正的皮肤一样，从而能将整个机器人的肢体包裹起来。微芯片中的传统晶体管用硬而易碎的硅制作，但染谷高尾却采用一种名为“并五苯”的柔韧的有机材料进行制作，其传感器由32×32个晶体管阵列组成，每个晶体管阵列为2.5平方毫米。染谷高尾希望，将来能制作出仅有现有面积1/100的晶体管阵列，这样的电子皮肤可以被折叠、弯曲，却丝毫不会损坏晶体管。而且，用它包裹仅有2毫米厚的机械杆时，仍然具有持续的感受能力。
当然，人的触觉不仅依赖于压力，还能感受温度和湿度。染谷高尾希望将这些特性也融入其电子皮肤中，而且还想将电子皮肤制作得富有弹性。因为目前它还更像一张纸，柔韧但没有弹性。
大有用武之地
触觉有助于机器人识别物体、完成精细任务、避免碰撞等。对于未来的机器人来说，识别触觉信息是非常重要的。目前，尽管对机器人视觉和声音识别的研究已有了很大发展，但对触觉研究的进展依然缓慢。染谷高尾的研究成果是这个领域的巨大进步。
除机器人之外，染谷高尾相信电子皮肤在运动、安全、医药等许多领域都有用武之地。例如，铺在房间地板上或埋在地毯中的“电子皮肤”能将陌生人与家庭成员区别开来，或者感知摔倒在地的老人；铺在体育馆的触觉垫，能监测运动员的动作规范与否；覆盖在座椅上的触觉垫，则能够测定汽车司机的体位。