隨著智能機(jī)器人向人機(jī)協(xié)同、自主作業(yè)方向快速發(fā)展，單一視覺感知已無法滿足復(fù)雜場(chǎng)景需求。近日，蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院蔣艷萍團(tuán)隊(duì)，將自主研發(fā)的CMC-Na/PAM/MXene 復(fù)合水凝膠電子皮膚與 AI 多模態(tài)算法深度融合，成功開發(fā)集壓力、形變、溫度、濕度感知于一體的智能觸覺系統(tǒng)，讓機(jī)器人擁有 “會(huì)思考、能感知、懂交互” 的智能皮膚，開啟人機(jī)全感交互新時(shí)代。

這款智能電子皮膚以 MXene 復(fù)合水凝膠為核心感知層，構(gòu)建高效電子 - 離子復(fù)合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，突破傳統(tǒng)觸覺傳感器單一信號(hào)檢測(cè)局限，可同步采集壓力、形變、溫度、濕度等多維物理信號(hào)。結(jié)合團(tuán)隊(duì)自研深度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)信號(hào)實(shí)時(shí)解耦、特征提取與智能判別，機(jī)器人觸摸物體時(shí)，可快速識(shí)別材質(zhì)軟硬、表面粗糙度、形狀、溫度等信息，識(shí)別準(zhǔn)確率超 93%，真正實(shí)現(xiàn) “一觸即知” 的智能感知。

團(tuán)隊(duì)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性與環(huán)境適配性進(jìn)行專項(xiàng)升級(jí)，解決信號(hào)干擾、數(shù)據(jù)傳輸、多源融合等技術(shù)難題。優(yōu)化后的電子皮膚在潮濕、粉塵、溫濕度波動(dòng)等復(fù)雜工況下，傳感信號(hào)誤差控制在 3% 以內(nèi)，具備耐疲勞、抗老化、抗電磁干擾等特性，可長(zhǎng)期穩(wěn)定服役，覆蓋工業(yè)、醫(yī)療、家庭服務(wù)等多元場(chǎng)景。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，搭載該系統(tǒng)的機(jī)器人可通過觸覺感知零部件微小瑕疵與裝配間隙，彌補(bǔ)視覺檢測(cè)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)高精度裝配與質(zhì)量管控；在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，康復(fù)機(jī)械手可根據(jù)患者肢體實(shí)時(shí)反饋，自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練力度，為神經(jīng)損傷患者提供個(gè)性化康復(fù)方案；在家庭服務(wù)領(lǐng)域，機(jī)器人可通過輕柔觸覺交互，安全完成物品遞送、陪伴照料等任務(wù)，避免人機(jī)碰撞傷害。

目前，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)模塊化集成與規(guī)模化工藝驗(yàn)證，生產(chǎn)良率超 95%，成本僅為同類進(jìn)口產(chǎn)品 1/5，已收獲多領(lǐng)域意向訂單。團(tuán)隊(duì)表示，下一步將推進(jìn)傳感采集、信號(hào)解耦、AI 決策一體化升級(jí)，讓電子皮膚具備物體材質(zhì)、滑動(dòng)狀態(tài)等更豐富信息識(shí)別能力，加速推動(dòng)柔性電子皮膚向智能化、產(chǎn)業(yè)化深度落地，助力人形機(jī)器人與具身智能產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。