深圳科技达东谈主｜郭传飞：电子皮肤“联想师”
触觉，是东谈主类所领有的一项热切感受。当咱们用双手触碰岩石，会感受到芜俚、鉴定；抚摸丝绸，会感受到丝滑、柔嫩；潜入海洋，躯壳会感受到海水的冰寒；跻身雨林，又能体会到热带的湿气与闷热……咱们对寰宇的感知，很大一部分开端于触觉，而完满触觉的热切绪论，即是东谈主体最大的器官——皮肤。
但如今，皮肤已不再是人命体的专属。在南边科技大学材料科学与工程系教师郭传飞所指挥的团队的发奋下，机器东谈主也领有了“电子皮肤”，能够通过对压力的感知，完满很多已往的机器东谈主无法完满的操作。2024年10月，2023年度广东省科学本领奖驱散揭晓，由郭传飞指挥的“高性能电子皮肤过头与东谈主体的交融磋议”技俩赢得了当然科学奖一等奖的荣誉，而这也曾不是“电子皮肤”第一次在学界崭露头角。
七年前，郭传飞启动了对电子皮肤的磋议，如今已陆续在Nature Materials、Science Advances、Nature Communications等学术期刊上发表论文160多篇，肯求发明专利50余件。畴昔，他将络续深化对电子皮肤各项性能的磋议，拓展其哄骗，用柔嫩的材料，作念“过硬”的本领。
电子皮肤：兼具高精度
与大宗程的柔性传感器
“所谓电子皮肤，其实是一类柔性传感器，具有雷同东谈主体皮肤雷同柔性、冒失的情势，能够和周围环境进行交互。”郭传飞向记者先容。
走进郭传飞团队位于南边科技大学的实验室，一进门的桌子上就放弃着一系列大小不同、情势辩认的“电子皮肤”制品。黄铜色的传感器件或是成列成矩形，或是模拟东谈主体神经的纹路，玄虚贴合在机械臂、机器东谈主聪惠手之上，如同机器东谈主外显的骨骼。郭传飞教师团队所研发的，就是构成这些阵列的传感器件。
据先容，团队所研发的柔性传感器以离子凝胶为原料，通过电容的变化来感受外界的力、声息、温度等参量的篡改，比较其他传感器，领有高精度、大宗程的权贵上风。高精度，即传感器能够对判袂甚微的材质进行快速、准确的识别；大宗程，则是传感器在测量规模方面的性情，既颖慧“粗活”，又颖慧“细活”，两种性能相加，便确立了电子皮肤的“高性能”。“关于传统的测量器用，要么量程大，但数据不精确；要么数据精确但量程很小，能作念到两者兼具的很少，咱们的传感器算是其中一个。”提及自家团队的上风，郭传飞不禁清楚出若干自重。
领有了触觉，机器东谈主、机械臂或聪惠手等一系列自动化装配便能变得愈加灵敏。实验室里，郭传飞用一个木球在电子皮肤上革新，电子屏幕上便即刻娇傲出相应的压力感应暗示图。“当聪惠手领有对压力的感知，便不错完成捏取鸡蛋等易碎物品的高难度动作，或分辨不同的布料，机器东谈主因此愈加智能。”一位学生在一旁阐述到。
不啻于机器：与东谈主交融的电子皮肤
除了让机器东谈主领有触觉，郭传飞另一个热切的磋议见地为“东谈主体柔性电子”本领，即电子皮肤与东谈主体的交融。“这是一项充满挑战的本领。”郭传飞线路，“传感器所用的材料不管在力学、电学如故生物学的性能上，与东谈主体都有很大判袂。”如斯一来，团队便需要通过对材料各方面性能的调控，完满两者的交融。
电子皮肤一朝与东谈主体交融，便不错借助科技技能让失去触觉的东谈主还原触觉，以至卓越触觉的感知限制，检测血压、ph值等变量，当作一种用于健康检测的医疗器械而存在——这难免让东谈主办意料假肢的哄骗，而郭传飞也线路，我方目下的磋议见地恰是起因于对“假肢触觉”的磋议。“最启动来到深圳，我从事的是触觉传感器的磋议，跟着磋议的久了，我启动念念考它的哄骗场景在何处？关于咱们的社会经济有什么价值？这么当然地催生出了本领与东谈主体的相干。”郭传飞说。
目下，粗疏东谈主士不错通过肌电信号来完满对假肢的阻挡，但假肢却不具备触觉的传感功能。郭传飞向记者清楚，目下团队正在磋议的，在线配资就是何如让假肢在领有触觉的同期，将交互产生的信号传输给大脑。一朝完满了这一功能，假肢便能够为使用者提供更真正的使用感受。
为完满从“领有触觉”到“感知触觉”的本领向上，AI是其中必弗成少的一步。郭传飞线路，关于柔性传感器，AI一方面承担着雷同大脑的领略功能，另一方面为团队的联想使命也收缩了不小包袱。
“联想电子皮肤，其中很热切的一个方面就是联想它的材料和结构，”郭传飞向记者阐述，“已往咱们频频接纳试错的模范来作念，这可能会破耗一年或者更长的时辰，临了的驱散还不一定是最期许的。然而用AI的话，咱们可能在几分钟或几小时之内就得到1000个驱散，大大提高了联想恶果。”
目下，郭传飞的团队也曾庸俗使用自研AI模子进行传感器的联想，并于好意思国科学院院刊发布了相关论文。
让本领从实验室走出去
电影《阿凡达》中，主角杰克通过脑电波阻挡阿凡达的躯壳，当阿凡达在潘多拉星球上驱驰、触摸树木、感受水流等时，杰克便能同步感受到这些触觉体验。这类出当今科幻电影中的场景，跟着柔性电子传感器本领的发展，能够能够成为实践。郭传飞线路，对电子皮肤的磋议，主步调有三类远景：一是东谈主形机器东谈主的触觉哄骗，二是可植入或表皮可贴附的健康医疗开采研发，三就是元天地的触觉假造实践本领。
“事实上，咱们在昨年也曾成立了一家公司，叫作念赛感科技（深圳）有限公司，主要从事的就是柔性传感器和电子皮肤的联想与制造作事，以及提供相关搞定有筹算。”郭传飞向记者先容。目下，赛感科技也曾完成了天神轮融资，并积极推动电子皮肤与柔性传感器的产业化。
在郭传飞看来，能够造福社会的本领才是好本领，科学磋议最终也要落实到本体哄骗中。鉴于柔性传感器不同于接纳MEMS（微机电系统）本领的传统传感器，在材料和制造工艺上都有着更低的本钱，因此柔性传感器也具备了更大的市集化上风。目下，赛感科技也曾推出了多个单点传感器与阵传记感器居品，公司的筹算也在稳步鞭策。
那么畴昔会将使命的重心放在本领磋议上，如故产业化上？关于这一问题，郭传飞以为，科学探索和本领落地两者并不矛盾。“基础磋议能够催生新的本领，而本领落地经过中又会碰到科常识题。是以两者是相得益彰的关系，无谓说把重心放在哪一边，双方最佳同期进行。”他说。
作念“一饱读作气”的磋议者
这种多线任务同期进行的工格调气亦然郭传飞作念磋议的行事特色。在学生眼中，郭传飞不仅是一个乐于传谈授业的教师，如故一个艰巨刻苦、自我条目严格的磋议者。险些每天，学生们都能在实验室看到郭传飞的身影，从上昼、下昼、晚上到凌晨，四个时辰段的“考勤”，他从不缺席。
对此，郭传飞以为，关于科研使命者而言“一饱读作气”可能是更高效的使命面目。“我已往读磋议生的时候，有一个风气就是作念任何事情，或者实验，一定要拿到驱散才终局，不达见地誓不遗弃。有的时候，拿到实验驱散可能也曾是凌晨三四点，但我不错快慰理得在第二天睡一上昼，在我看来这么的恶果会比字画卯酉的面目要高得多。”
本着这般“一饱读作气”的磋议精神，郭传飞从华中科技大学一皆读到中科院国度纳米科学中心的博士，随后又前去好意思国从事了四年半的柔性电极磋议使命。2016年，身居大洋此岸的郭传飞别传了南边科技大学这所年青的新式磋议型大学，再三念念索之下他决定回到故国，来到深圳、来到南科大，并启动了对电子皮肤长久而久了的磋议。
“深圳是一座很是绽放、包容的城市，南科大则流淌着很是清新的血液，这座城市和学校的活力招引我来到了这里。”郭传飞线路。跟着深圳“加速发展新质分娩力”的标语稳步鞭策，郭传飞及他的团队也有了更明晰的磋议见地。畴昔，团队将以电子皮肤本领络续赋能东谈主形机器东谈主产业，助力具身智能，为新质分娩力的发展孝敬我方的力量。
深圳商报·读创客户端记者张郗郡
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