Science Advances 多功能粘性皮肤增强了机器人与环境的交互
研究背景皮肤是环境与动物及机器人之间最关键的界面。在内部，自然皮肤包含对感知至关重要的机械感受器，这些感受器能够感知光、触觉、温度和压力等信息。当前用于机器人技术的电子皮肤的功能能力尚不完善，因为它们主要模仿自然皮肤的感知功能，而往往缺乏诸如粘附等专业功能。这使得机器人难以实现类似人类的动作，如抓取、搬运和分离小型轻质物体（如布料、纸张或微芯片）。在传感应用中，过度的粘附可能干扰信号检测。更接近真实皮肤能力的粘附电子皮肤将极大提升其在各种机器人应用中的价值。电子皮肤赋予机器人感知功能，但通常缺乏自然皮肤的多功能性，例如可切换的粘附性。目前基于弹性体的智能粘合剂在粘附性可调性方面有限，这妨碍了它们在承载重物和进行灵巧操作中的有效应用。创新点新加坡南洋理工大学K. Jimmy Hsia教授、王一凡教授课题组联合清华大学高华建教授和湖南湘潭大学王秀锋教授团队报告了一种多功能、通用的机器人粘附皮肤，采用可调的形状记忆聚合物，具有可调的橡胶-玻璃相变特性。作者的粘附皮肤的粘附强度可以从最小值（约1千帕斯卡）调整到用于感知和处理超轻物体的状态，至超强度（超过1兆帕斯卡），用于拾取和提升重物。作者多功能的粘附皮肤有望显著增强智能机器人与其环境互动的能力。
文章解析图1：形状记忆聚合物（SMP）机器人粘性皮肤的设计与运行。
图2：使用集成机器人胶粘剂皮肤系统在其非粘性状态下的应用演示。
图3：使用集成机器人胶粘剂皮肤系统在其可切换粘合状态下的应用演示。读后感作者通过整合形状记忆聚合物（SMP）粘合纤维、柔性加热器和柔性压力传感器，设计了一种多功能的机器人粘附皮肤。
该粘附皮肤不仅具有自然皮肤组织的感知功能，还具备按需粘附的能力。SMP的可调特性使得粘附皮肤能够牢固地附着于各种材料表面，并能够轻松脱离。作者展示了利用粘附皮肤，机器人手能够以现有粘合剂无法实现的方式操控多种物体。粘附皮肤还可以应用于多种场景，从准确检测表面纹理和灵活处理轻质物品，到安全抓取易碎、大型或重型物体。粘附皮肤大大扩展了机器人在多样环境中可用的交互范围和能力，包括那些需要粘附或希望避免粘附的场合。