近日,香港城市大学研究团队发布一项突破性成果,成功研发出神经形态机器人电子皮肤(NRE-skin)。该技术通过仿生人类神经系统架构,首次实现机器人主动痛觉感知、损伤自检与模块化维护三大核心功能,为仿人机器人安全化、人性化发展奠定关键基础。
不同于传统电子皮肤依赖中央处理器的信号处理模式,NRE-skin 创新采用 “传感器即神经元” 设计。每个压力传感器均集成微型振荡电路,可直接将触觉刺激转译为神经脉冲信号 —— 压力越大,脉冲频率越密集,同时通过专属电阻电容元件构成的 “位置指纹”,实现触觉位置的精准定位。这种 “频率 - 强度、特征 - 位置” 的编码方式,让复杂触觉信息可通过单一通道高效传输。
在结构设计上,该电子皮肤复刻人类皮肤四层结构:封装层提供机械防护,基底层吸收冲击并提供支撑,传感层负责感知外部刺激,电路层则作为核心处理单元,细分疼痛中心、特征中心等五大功能区域,实现信号渐进降维与自主决策。这一仿生架构使机器人具备类似人类的反射机制,当压力超过安全阈值时,无需中央处理器指令,即可触发毫秒级避险动作,大幅提升人机交互安全性。
此外,NRE-skin 通过检测传感器周期性 “活脉冲” 状态,能精准定位皮肤损伤位置。配合模块化快拆设计,受损单元可快速更换,有效解决了电子皮肤维护复杂的行业痛点。该研究第一作者、港城大博士后高育育表示,技术核心在于突破传统信号处理路径,实现触觉信息的本地化快速处理。
作为兼具自主感知与自我保护能力的仿生智能系统,NRE-skin 不仅克服了传统电子皮肤反应滞后、功能单一的缺陷,更为机器人触觉反馈算法优化与硬件设计提供了全新思路。随着人形机器人在消费、工业等领域的加速落地,该技术有望推动人机交互进入 “感知共情” 的新阶段。相关研究成果已为柔性电子与机器人触觉技术的产业化发展提供重要支撑。