Combinatorial spider-hunting strategy to design multilayer skin-like pressure-stretch sensors with precise dual-signal self-decoupled and smart object recognition ability
作者：Lu Yang，Zhouyu Miao，Yanjuan Dong ， Hou-Yong Yu
關鍵字：cellulose nanocrystal, electrospun nanofibers, bionic e-skin, sensor
論文來源：期刊
發表時間：2025年
具有固有可壓縮性和可拉伸性的仿生電子皮膚 （e-skin） 在機器人觸覺中具有巨大潛力，使機器人能夠有效地感知各種形狀的物體并與之交互。然而，創建具有精確雙信號去耦的仿生 e-skin 仍然是一個挑戰。為了解決這個問題，我們提出了一種受蜘蛛狩獵機制啟發的雙功能傳感器，該機制在捕食過程中捕獲信號。該傳感器采用納米纖維-聚乙烯醇 （CNC-PVA） 的壓力拉伸多層靜電紡絲，然后進行氣相聚吡咯 （PPy） 聚合而成。同源多層傳感模塊的創新疊加設計，結合導電納米纖維網絡結構，可實現卓越的多信號自耦隔離能力。該傳感器的主要特點包括高壓靈敏度（0–21 kPa 時為 14.8 kPa?1）和 57 ms 的快速響應時間。作為壓力傳感器，它在 5 次循環中表現出可重復性，而作為拉伸傳感器，它實現了高靈敏度（表壓系數，GF=1.22），并在 1000 次循環中保持穩定。此外，這種自解耦傳感系統可以獨立檢測雙信號（物體的形狀和重量），從而使機器人能夠更有效地識別和處理各種物體。這種多功能、低成本的傳感器提供了一種先進的解決方案，可以克服功能性電子皮膚中的問題，從而增強機器人物體的作和識別能力。