柔韧、湿润、略带粘性，摸上去类似人类皮肤……在吴俊课题组的实验室内，记者现场看到了一小片这种“类人”电子皮肤。就是这样一片薄薄的膜状物，也许在未来可以覆盖在机器人表面，使之拥有类似人类的触觉感知系统。
电子皮肤破了“皮”，没有人为干预的情况下，基本一分钟左右就可自行愈合。申冉摄
据吴俊介绍，所谓电子皮肤，是指具有人体皮肤柔软、可拉伸、可感知多重信息等形态功能的人造柔性传感器。“最理想状态，是能够像人类皮肤一样，对不同接触压力背后的信息进行收集和分析，并给予准确的反馈。”
“人类皮肤看似普通，但其历经千万年进化而来的卓越修复力和功能性，是多少年来科学界穷尽手段追逐的目标。”吴俊告诉记者，在电子皮肤的研发中，始终面临三道“关卡”。
“一方面，利用工程材料制造的人造皮肤，其稳定性不如人类皮肤。所幸经过各学科科学家多年的努力，这方面已看到了希望。”吴俊表示，通过对材料的改性、结构的设计，可显著提高单个功能的稳定性。
稳定性提高后带来的第二个问题，是如何能让电子皮肤拥有多种传感功能。“薄薄的人体皮肤，除了对温度、湿度、压力有高度感知力外，对高频压力、低频压力也有快速分析能力，并且具有抗菌、自愈等属性。如何让电子皮肤也能像这样集成多种功能和属性，这次课题组发表在《ACS Nano》上的论文，可以说在这个方面迈出了一小步。”吴俊解释。
该论文第一作者、东南大学电子科学与工程学院博士研究生段升顺告诉记者，研究团队是基于多材料异质改性蚕丝蛋白体系，首次提出了全皮肤理化(可修复、可降解、弱酸抑菌性、防火性)-电(压力、温度、湿度、应变、接触感知)复合功能属性的电子皮肤。
“以蚕丝蛋白材料的柔软质地为基础，添加具有吸水特性的钙离子，以及呈弱酸性、有抑菌作用的氢离子，让这种‘类人’皮肤不仅具备了修复、拉伸、可重构能力，同时在柔性和刚性上，也有了可调节性。”段升顺给记者仔细展示了电子皮肤的质地。“电子皮肤破了‘皮’，没有人为干预的情况下，基本一分钟左右就可自行愈合。而刚性的可调节性，则让电子皮肤允许被机械切割塑形，有了量产应用的可能。”
同时，通过添加对环境刺激比较敏感的二维纳米材料，使电子皮肤拥有对温度、湿度、压力等多种刺激源的响应体系。“在手指关节处贴上这样的电子皮肤，连接到电脑，就可以完成人机手势交互系统。”段升顺对此解释道。
“当电子皮肤有能力分别感知到多种刺激源后，如何将多种信息进行解耦、并进一步融合，就是下一个课题。”吴俊打了个比方，当人类皮肤感知到不同压力、温度、湿度的触碰时，即使蒙上眼睛，我们也大致可以判断这个触碰来自什么物质，再分析触碰带有什么样的情绪或者信号。
“这个难题就需要信息学、生物学等多学科的介入，甚至对算法都要求甚高。但我们相信，解决这一棘手问题的方案，将成为人机界面复杂多功能仿生应用的核心技术，以及下一代电子皮肤的革新成果。”吴俊透露，课题组正在攻克这一难关。(完)
