在機器人技術(shù)不斷突破的當(dāng)下，中國科研團隊取得了一項令人矚目的成果——成功研發(fā)出神經(jīng)形態(tài)機器人電子皮膚。這一創(chuàng)新成果為仿人機器人的發(fā)展帶來了新的契機，有望顯著提升機器人在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)能力與安全性。

人類在面對危險物品時，感覺神經(jīng)能迅速向脊髓發(fā)送信號，在大腦處理疼痛信號前就觸發(fā)躲避動作，這種反射性反應(yīng)可有效避免嚴(yán)重傷害。然而，傳統(tǒng)仿人機器人依賴集中式處理系統(tǒng)，傳感器收集的數(shù)據(jù)需傳輸至中央處理器分析后再轉(zhuǎn)化為運動指令，即便延遲極短，在與人類協(xié)同作業(yè)的場景中也可能造成損害。隨著機器人應(yīng)用場景從受管控的工業(yè)環(huán)境拓展至家庭、醫(yī)院和公共場所，它們需要更本能的方式與環(huán)境互動，這成為機器人領(lǐng)域長期存在的難題。

為解決這一問題，科研團隊研發(fā)出這款神經(jīng)形態(tài)機器人電子皮膚（簡稱NRE皮膚）。它模仿生物皮膚處理感官信息的方式，采用仿神經(jīng)的分層架構(gòu)，能將觸覺輸入轉(zhuǎn)化為類似人類神經(jīng)信號的電脈沖序列。

該電子皮膚由四層結(jié)構(gòu)組成。最外層是類似人類表皮的防護層，起到保護作用；其下方是兼具傳感器與電路功能的“類感覺神經(jīng)”結(jié)構(gòu)，可持續(xù)監(jiān)測壓力、作用力以及自身結(jié)構(gòu)的完整性。即便未受觸碰，它也會向中央處理器發(fā)送周期性電脈沖，反饋系統(tǒng)正常工作狀態(tài)；一旦皮膚出現(xiàn)劃傷或破損，脈沖信號中斷，機器人就能檢測到損傷并定位破損位置。

當(dāng)皮膚受到觸碰時，會產(chǎn)生包含壓力大小信息的電脈沖信號。常規(guī)情況下，信號傳輸至中央處理器解讀；但當(dāng)作用力超過預(yù)設(shè)閾值，即接觸可能造成疼痛或損傷時，系統(tǒng)會啟動不同響應(yīng)模式。此時，一個高壓信號直接發(fā)送至機器人的運動模塊，繞開中央處理器，觸發(fā)即時反射動作，如縮回手臂。

目前，大多數(shù)現(xiàn)有機器人皮膚僅具備壓力傳感功能，只能檢測接觸發(fā)生，卻無法判斷接觸的危險程度。而這款NRE皮膚不僅能實現(xiàn)高分辨率觸覺感知，還能主動檢測疼痛與損傷，并觸發(fā)局部反射動作，同時支持模塊化快速拆卸維修。

這款電子皮膚還具備快速維護的顯著優(yōu)勢。它由帶磁性的模塊化貼片構(gòu)成，受損貼片可快速拆卸更換，數(shù)秒內(nèi)就能完成破損部位修復(fù)，無需復(fù)雜檢修流程。

科研團隊在相關(guān)論文中指出，這種設(shè)計大幅提升了機器人的觸覺感知能力、操作安全性以及人機交互的自然度，為研發(fā)具備共情能力的服務(wù)型機器人奠定了基礎(chǔ)。據(jù)《美國國家科學(xué)院院刊》報道，該團隊目前正致力于提升系統(tǒng)靈敏度，使其能夠精準(zhǔn)處理多個同時發(fā)生的觸碰信號，以滿足機器人在復(fù)雜多變?nèi)祟惌h(huán)境中的作業(yè)要求。