近期，电子皮肤（e-skin）技术的突破正在迅速改变机器人与世界的交互方式，让机器距离拥有类人的感知能力更进一步。
剑桥大学与伦敦大学学院的研究人员近日发布了一种突破性的机器人皮肤，该皮肤采用柔性、低成本的凝胶材料制成，能够同时感知多种触觉。与传统机器人皮肤需要为不同刺激配备不同传感器不同，这种单层材料可同时识别压力、温度、疼痛以及多点接触。
“虽然我们还没有达到让机器人皮肤媲美人类皮肤的水平，但我们认为目前这项技术已经优于市面上的其他产品。”该研究的合著者、托马斯·乔治·图鲁塞尔博士在发表于《科学机器人》的论文中解释道。该技术利用电阻抗层析成像，在水凝胶膜上构建了超过86万个导电通道，实现了前所未有的灵敏度。
与此同时，德国亥姆霍兹-德累斯顿-罗斯多夫研究中心的科学家开发出一种可检测并追踪磁场变化的电子皮肤，有望实现无接触交互。他们的系统将巨磁阻与电阻抗层析成像结合，实现了1毫米分辨率的实时磁场映射。
这些进展解决了机器人领域的一个根本性难题：缺乏能够感知并响应微妙刺激的类皮肤界面。没有这种反馈，即使是最先进的机器也难以完成如精细操作易碎物品等需要灵巧的任务。
电子皮肤的应用远不止基础机器人领域。在医疗健康方面，电子皮肤贴片正被用于连续监测生命体征、糖尿病管理和心血管健康追踪。东京大学的研究人员甚至找到方法将工程化皮肤组织与类人机器人结合，有望提升机器人的运动能力、自愈能力和更逼真的外观。
市场也反映出这一技术趋势。根据Grand View Research的数据，2024年全球电子皮肤市场估值约为109亿美元，预计到2030年将以23%的复合年增长率增长至371亿美元。目前北美以37.2%的市场份额占据主导地位，而亚太地区由于机器人和人工智能集成投资的增加，正成为增长最快的区域。
电活性聚合物是市场中最大的组成部分，占据约30%的市场份额。其在施加电压时能够改变形状或尺寸的特性，使其成为柔性、响应性应用的理想选择。
随着这些技术的不断演进，电子皮肤有望在多个领域彻底变革人机界面。从为假肢用户带来触觉感知，到让机器人能够在医疗和制造等场景中安全与人类互动，电子皮肤正推动我们与机器的交互方式发生根本性改变。
“如果我们能够创造出能够自主检测损伤并启动自我修复机制的材料，这将带来真正的变革。”内布拉斯加大学林肯分校一位从事自愈机器人皮肤研究的科学家如是说。
随着材料科学、传感器技术和人工智能的持续进步，人类与机器人在感知能力上的差距正不断缩小。未来，机器不仅能看见和听见世界，更能‘感受’世界。