随着人工智能及智能终端的急速发展，人造仿生柔性电子皮肤也应运而生。在国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等资助下，近日，机械工程学院党员吴化平教授团队在智能材料与柔性电子器件的前期研究基础上（J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 11525-11531; J. Mater. Chem. C, 2020, DOI: 10.1039/d0tc02949a; Nat.Commun.2019,10,3951; ACS Nano2020, 14, 2336; J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 12092-12099），设计并开发了一种新型的基于压电/压阻互锁金字塔微结构的柔性多功能压力传感器。

▲类人体皮肤的柔性压电-压阻双模式压力传感器结构设计

通过双模式传感模块对于动静态刺激响应的协同作用，使其在较宽的压力及频率检测范围内都兼具高传感灵敏度。团队通过深入的理论分析揭示了双模式传感的力敏传感机理，实现了多功能压力传感器跨尺度动静态力学信号的感知，并进一步完成复杂的刺激加载过程(加载压力及弯曲应变的大小、方向、速率及加载时间)的精确解码。

此外，该柔性仿生多功能电子皮肤能实时监测并识别机械臂姿态、人体生理信号及运动，实现了利用人体手腕运动来实时控制机械臂的运动，在智能机器人、人机交互、虚拟现实等方面都有着巨大的应用价值。

▲多功能柔性双模式传感器在人机协作方面的应用

相关研究成果在国际能源顶级刊物Nano Energy（影响因子 16.602）上发表，论文题为“Bioinspired,multifunctional dual-mode pressure sensors as electronic skin for decoding complex loading processes and human motions”。浙江工业大学机械工程学院党员吴化平教授以浙江工业大学机械工程学院为第一通讯单位，博士研究生裘烨为第一作者，校聘副教授田野为共同一作，与浙江理工大学刘爱萍教授（共同通讯）和宾夕法尼亚州立大学程寰宇教授（共同通讯），联合浙江工业大学信息学院张文安教授、之江学院柴灏博士。