Combinatorial spider-hunting strategy to design multilayer skin-like pressure-stretch sensors with precise dual-signal self-decoupled and smart object recognition ability
writer:Lu Yang,Zhouyu Miao,Yanjuan Dong , Hou-Yong Yu
keywords:cellulose nanocrystal, electrospun nanofibers, bionic e-skin, sensor
source:期刊
Issue time: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。