研究背景
人工触觉传感器，是基于触摸的人机界面应用的基础。然而，他们无法在身体接触之前对远程事件做出反应。一些板鳃鱼，如海鲨，使用电接收体感系统进行远程环境感知。
创新点
中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所Zhong Lin Wang课题组与 Xiong Pu 课题组合作报道了一种柔性的人工电感受器来感知接近的目标。该电感受体由弹性驻极体实现，能够将环境预接触信息编码为一系列电压脉冲，作为独特的预接触信号。作者提出了电感受器可用于预警系统，机器人控制，游戏操作，和三维物体识别等场景。当物体具备感知近端预接触事件的能力时，可以丰富人机界面电子设备的功能和应用
文章解析
图1：受生物启发的柔性电感受器。(A)分布在鲨鱼头部以进行环境感知的电感知系统。(B)鲨鱼的电感受器的结构。(C)鲨鱼的感知策略。(D)集成在机器人手指上，用于目标感知的生物启发软人工电感受器的示意图演示。(E)人工电感受器的结构。(F)人工电感受器的传感机制。
图2：用于预接触感应的电感受器的特性。(A)电感受器的简化物理模型。当(B)金属或(C)带电的聚四氟乙烯(PTFE)接近时，电感受器的模拟输出。当实验选择聚四氟乙烯薄膜作为传感目标时，电感受器的输出电压与的目标的表面电荷密度(D)与弹性驻极体的表面电荷密度之间的关系(E)。(F)当金属为传感目标时，电感受器的输出电压与电极体薄膜的表面电荷密度之间的关系。(G)电感受器对不同材料的适用性。(H)电感受器在拉伸条件下的输出量。（I）电感受器的耐久性试验。
图3：基于电感受器的非接触性HMIs。(A)电感受器对接近外部目标时的实时输出响应（顶部：聚四氟乙烯薄膜，下方：金属薄膜）。(B)基于距离感应电感受器的虚拟距离警报机器人。(C)将电感受器应用于智能机器人系统的设想场景。(D和E)当一个成年人接近时，操纵机器人手臂（与人类挥手和握手）的演示。(F)基于四个电感受器单元的无触摸控制按钮的结构。(G)使用我们的无触摸控制板玩超级马里奥的演示。(H)设想在covid-19大流行期间应用无触摸控制垫，以预防病毒感染的风险。
图4：人工近端躯体感觉系统的生物启发电感受器基质。(A)电感受器网络分布在鲨鱼的头上。(B)一张由3个×-3个单元组成的电感受器基质的照片。(C)3×3电感受器基体识别金属球轮廓的实验结果和(D)模拟结果。(E)不同单位尺寸和不同W/L比值（W/L分别为2/7和1/1）的电感受器基体的比较。(F)利用这两个矩阵拟合的金属球半径与真实尺寸的球的比较。R，半径。(G)具有更细单元的5×5电感受器基质的结构和电压分布，以及W/L=5/6的比值。(H)基于电感受器矩阵（21×21个单元）和CNN的三维物体识别系统。(I)当湿度设置为10%，每个样本的表面电位设置为490V时，CNN的识别精度。(J)当每个样品的表面电位从490V变化到1600V时，CNN的识别精度。(K)当湿度从10%变化到70%时，CNN的识别精度。在（I)到（K)中使用的所有样本都具有独特的方向、距离和位移。
读后感
作者从鲨鱼的电接收策略中获得了初步的灵感，并制造了一种可拉伸的透明人工电感受器，通过检测它们自然携带的电荷来感知接近的目标。该人工电感受器能够将环境预接触信息编码为电压脉冲，并成功地感知到各种类型的目标，包括金属、玻璃、塑料、聚合物和天然材料。
该传感器具有如下两个突出优点：
(i)由于使用弹性体和水凝胶材料，其固有的柔软性、拉伸性、透明度和生物相容性；(ii)传感器本身产生电压信号，属于主动元件。
但压电传感器本身易受振动、温度等环境因素影响，在测试、应用中，这些杂波信号可能会淹没所采集的信号，故需要考虑传感器的抗干扰性、稳定性问题。
【参考文献】
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo5201