新材料|“智能泡沫”成机器人皮肤新材料，坏了还能自我修复智能

近日，据路透社报道，新加坡研究人员开发了一种智能泡沫材料，可以让机器人感知附近的物体，并在损坏时自我修复，就像人类皮肤一样。这种智能泡沫被称为AiFoam（Artificially innervated foam），是一种高弹性聚合物，由含氟聚合物与降低表面张力的化合物混合而成。这使得AiFoam在受到切割时很容易融合成一块（自我修复）。

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一、被破坏后能自愈合，还能被拉伸近两倍
受人类体感神经支配结构的启发，团队提出了一种新结构，该结构使用三维金属线电极作为“神经”，嵌入到低模量（low-modulus）的自愈泡沫中。与其他基于泡沫的传感器相比，团队合成的自修复泡沫材料仅有600kpa的低模量（低模量的拉伸模量MPa≤0.4或≤0.6），并且具有弹性，可为接触力传感器提供恢复力。
据研究人员介绍，“在四天内将其加热至 70 摄氏度，该材料愈合了大约 70％，并且仍可以拉伸到其长度的几乎两倍（180％）。”

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AiFoam能够自愈合
二、模拟“人类的触觉”，使得互动更加智能
为了复制人类的触觉，研究人员在这种材料中注入了微小的金属颗粒，并在泡沫表面下方添加了微小的电极。当施加压力时，金属颗粒在聚合物基体中靠拢，改变了它们的电性能（electrical properties）。新加坡国立大学的Benjamin C.K. Tee教授表示，这些变化可以通过计算机的电极检测到，然后发出指令告诉机器人该做什么。
“当我将手指移到传感器附近时，您可以看到传感器正在测量我的电场变化，并对我的触摸做出相应的响应。”他说。此功能使机器人的“手”不仅可以检测到力的大小，还可以检测到受力方向，从而可能使机器人更加智能和互动。

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测试AiFoam的“触觉”
三、AiFoam为机器人的智能化和互动性提供了更多可能
AiFoam通过模拟人类的触觉实现了对周围环境的高感知，而材料特有的自我修复特性以及对接触力的敏感性，将使机器人能更好地判断人类的意图。使用该材料研发的新一代的机器人，将有可能对环境变化做出更快速、更有效的反应。
目前，科学家研究的机器人皮肤主要分为两个方向。一个方向是外观，将机器人皮肤创作的近似人类皮肤，例如柔性弹性水凝胶的应用，使得机器人的皮肤能够在受到压力下出现淤青。另一方面是感知能力，例如AiFoam的材料，能够赋予机器人的“触觉”，从而让他们能更智能的互动。
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