在科技日新月異的今天，清華大學(xué)再次引領(lǐng)了科研的潮流。6月5日，從清華大學(xué)傳來喜訊，該校航天航空學(xué)院與柔性電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的張一慧教授團(tuán)隊(duì)，成功研制出了一款具有仿生三維架構(gòu)的新型電子皮膚系統(tǒng)。這一突破性的科研成果不僅代表了電子皮膚領(lǐng)域的新高度，更在人機(jī)交互、物理量測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。

這款新型電子皮膚系統(tǒng)，其獨(dú)特之處在于其三維架構(gòu)的仿生設(shè)計(jì)。眾所周知，人類皮膚是一個(gè)高度復(fù)雜的感知系統(tǒng)，能夠同步解碼和感知多種機(jī)械信號(hào)。然而，現(xiàn)有的電子皮膚技術(shù)尚未能完全復(fù)制這一功能。張一慧教授團(tuán)隊(duì)的研究，正是為了彌補(bǔ)這一空白。

在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)受到人類皮膚中機(jī)械感受器分布的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一種具有三維架構(gòu)的電子皮膚。這種電子皮膚由“表皮”、“真皮”和“皮下組織”組成，每一層都模擬了人體皮膚中對(duì)應(yīng)層的特性。其中，“真皮”層中的傳感器和電路尤為關(guān)鍵。力傳感單元被巧妙地設(shè)計(jì)為八臂籠狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得傳感器對(duì)外部作用力高度敏感。同時(shí)，應(yīng)變傳感器則位于器件底部的拱形結(jié)構(gòu)上，只對(duì)面內(nèi)的拉伸應(yīng)變敏感，幾乎不會(huì)受到壓力的干擾。

這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得新型電子皮膚系統(tǒng)能夠在物理層面實(shí)現(xiàn)對(duì)多種機(jī)械信號(hào)的同步解碼和感知。其對(duì)壓力位置的感知分辨率高達(dá)0.1毫米，幾乎與真實(shí)皮膚無異。這一成果不僅刷新了電子皮膚技術(shù)的記錄，更為機(jī)器人、智能穿戴設(shè)備等領(lǐng)域帶來了革命性的變革。

為了進(jìn)一步展示這一技術(shù)的實(shí)用性，研究人員還結(jié)合深度機(jī)器學(xué)習(xí)算法，研制出了一款先進(jìn)的觸覺系統(tǒng)。該系統(tǒng)只需通過觸摸，便能同時(shí)測(cè)量物體的模量及局部主曲率。在判別食物新鮮程度等真實(shí)場(chǎng)景中，這一系統(tǒng)展現(xiàn)出了驚人的準(zhǔn)確性。

張一慧教授團(tuán)隊(duì)的這一創(chuàng)新成果，不僅為電子皮膚領(lǐng)域帶來了新的突破，更為人機(jī)交互、物理量測(cè)量等領(lǐng)域帶來了無限可能。隨著這一技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用，我們有理由相信，未來的機(jī)器人、智能穿戴設(shè)備將變得更加智能、更加人性化。