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  未來，我們生活中的大部分工作將會被機器人取代。這些機器人不應(yīng)只是冰冷的鋼鐵機器，而是表面可覆蓋有與人體皮膚類似的材料，具備感知運動信息并識別所接觸的物體的能力，反饋給機器人做出相應(yīng)的動作處理，就像人類的雙手一樣。人工運動和觸覺感受器（Artificial motion and tactile receptor, AMTR）是一種能夠?qū)崟r感知物體運動和識別不同材料的智能平臺，是交互式人機界面的推動者。目前亟需開發(fā)一類有效模仿人體皮膚的組成、結(jié)構(gòu)、力學(xué)和多功能性的AMTR。

  近期，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的凌盛杰課題組開發(fā)了一種基于絲素蛋白的離子彈性體（Silk Fibroin Ionoelastomer, SFIE），可以模仿人類皮膚的組成和功能。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能集成的策略，結(jié)合機器學(xué)習(xí)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，他們將SFIE集成到機器人的手指上，SFIE- AMTR能夠感知運動并準(zhǔn)確分類不同材質(zhì)的物體。在智能分揀、軟體機器人和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖2 SFIE的力學(xué)性能 a）SFIE的透明性展示b）SFIE 的強度展示c）SFIE和SFI的真應(yīng)力-伸長率曲線（左）和鏈結(jié)構(gòu)（右）d）SFIE的楊氏模量和韌性與其他代表性軟材料的對比。e）SFIE的楊氏模量和失效應(yīng)變與其他軟材料和天然生物材料的對比。f）SFIE 彈性的展示，鏈結(jié)構(gòu)變化的示意圖（上）g）SFIE的循環(huán)拉伸曲線 h）SFIE在一個周期內(nèi)的小角X射線散射圖。

圖3 SFIE-AMTR對人體運動的監(jiān)測 a）SFIE相對于拉伸變形的阻力變化 b）SFIE-AMTR實時監(jiān)測人體各種運動器官的運動的示意圖c）SFIE-AMTR 對手指彎曲的檢測 d）SFIE-AMTR對手勢的檢測 e）SFIE-AMTR對膝蓋彎曲的檢測 f）SFIE-AMTR對手腕彎曲的檢測 g）SFIE-AMTR對手肘彎曲的檢測。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202301404