厉害了！英国用石墨烯研发出自发电人工皮肤，为机器人提供全面触觉反馈
21世纪，虽然早就知道在科技的浪潮中是逆水行舟不进则退，但真真的没有想到，浪潮翻滚的这么快。当我们刚刚了解到人工皮肤、电子皮肤、LED电子显示皮肤之后，英国苏格兰格拉斯哥大学（University of Glasgow）的研究人员又出奇招，设计出可以自供电的柔性皮肤。
这是一种基于石墨烯的透明柔性电容式触控传感器，不仅提供触控侦测，还搭载了压力感测功能。由于它是透明的，所以触觉感应层可堆栈在刚性或柔性的太阳光电（PV）电池上，从而在操作时自动供电。
研究人员在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊发表了“自供电、柔性且透明的触觉皮肤”（Energy－Autonomous， Flexible， and Transparent Tactile Skin）一文，揭示了这种看似简单但工艺高度可扩展的新途径，可望实现创新的电容式压力传感器。研究人员有信心可进一步扩展，为机器人与义肢等应用提供全面的触觉反馈。
为了证明传感器在实际电子皮中的可用性，研究团队将其整合在先进仿生手的中间和近侧指骨处，并透过简单的读取接口电路设计并建置在柔性聚酰亚胺PCB，从而将石墨烯传感器的电容变化转换成电压。他们能够展示实时压力映像，如仿生手臂抓住一个软球，并用读取电路实现实时触觉反馈回路，控制手的捉取程度。
具有触觉反馈能力的仿生手捉取一个软球（左）。而在图右，围绕在中间和近侧指骨的电容式传感器的颜色图表示读取电压调变。插图是用于控制抓取力（相对于传感器读数）的逻辑图。
为了实现自供电的解决方案，研究人员将透明传感器堆栈在商用非晶硅太阳能电池顶部。研究人员证实，尽管在这次的实验中采用39．6x22．9mm2电池，可供电160μW cm2，传感器在触控期间分别消耗了31W和55nW。感应层仅消耗超低功率——20nWcm2，比PV能量采集的供电更少了10倍左右。
在太阳能电池顶部堆栈石墨烯透明触控传感器
研究人员的结论是，大型的透明传感器采用柔性且可拉伸的PV电池堆栈，不仅提供了自供电的电子皮肤，还能经由储存多余电力或用于驱动致动器，从而有助于为机器人等系统提高效率。这些传感器也可用于开发功能性服饰，包括头盔、手套等应用均可从中收集有用的压力数据。