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厦大《AFM》：感算一体的可编程电子皮肤，用于意图决策！
学术
2024-11-13 22:15
江西
在智能机器人领域，如何实现精准的人机交互一直是研究的核心问题之一。触觉感知作为一种独特的感官形式，为机器人提供了识别用户意图的全新途径。为了突破现有技术在处理触摸位置和压力信息时的瓶颈，厦门大学
廖新勤副教授
与
陈忠教授
团队开发出了一款
传感器内触摸微分和决策的可编程电子皮肤
（
PR
电子皮肤），专注于
为机器人提供更智能的意图识别能力
。
PR
电子皮肤通过将计算框架集成至传感终端，不仅
简化了复杂的数据处理流程
，还
有效减少了系统冗余数据的生成
，其“事件驱动”的工作模式确保只有在触摸事件发生时才会传输数据，从而
提升了触摸信息处理的效率
。
这种优化方式使机器人能够
迅捷地识别触摸位置和压力
，以不到
0.3 ms
的响应时间进行反馈，为实时交互提供了保障。在应用层面，
PR
电子皮肤能够以高灵敏度捕捉触摸行为，特别是在
识别滑动轨迹和敲击动作
方面表现出色。结合定制化的神经网络，研究团队还开发了一个双加密滑动识别系统，实现了
98%
的识别准确率。
该系统提供了全天候、高安全性的意图识别能力，在复杂的交互环境中也能确保准确性和可靠性
。
该研究以题为“
A Programmable Electronic Skin with Event-Driven In-Sensor Touch Differential and Decision-Making
”的论文发表于《
Advanced Functional Materials
》。厦门大学电子科学与技术学院陈忠教授和廖新勤副教授为论文通讯作者，第一作者为厦门大学硕士生曹智诚，新加坡南洋理工大学郑元谨教授（卓越集成电路设计中心主任）和北京科技大学廖庆亮教授（长江学者特聘教授、院长）提供重要支持帮助。研究工作得到了国家自然科学基金、福厦泉国家自主创新示范区合作项目、福建省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202412649
图
1
仿生
PR
电子皮肤示意图
图
2
位置层的传感机理及性能测试
图
3
压力层的工作机理及性能测试
图
4
可编程定位层和压力层的应用场景
图
5
PR
电子皮肤的性能展示
图
6
PR
电子皮肤应用于双加密识别系统
总结
：
PR
电子皮肤的提出有望推动智能机器人的发展，使其不再局限于简单的指令执行，而是具备了自主理解用户意图的能力。传感器内触摸微分和决策的技术不仅有望提升机器人在工业自动化和服务领域的表现，还为医疗康复等场景中的人机交互带来了更加自然流畅、高效精准的解决方案。
本文来自微信公众号“材料科学与工程”。感谢论文作者团队支持。
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