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仿生電子皮膚具備損傷偵測與自我修復能力,可提升水下機器人耐用性 New Electronic Skin Brings Self-Healing Sensors to Underwater Robots and Divers
水下環境容易使電子感測器因穿刺、切割或長時間浸泡而受損,加上更換電池與維修不易,不僅縮短水下機器人的使用壽命,也可能增加潛水作業風險。為了解決前述問題,國立新加坡大學(National University of Singapore, NUS)研究團隊開發自我修復磁電感測系統(Self-Healing Magnetoelectric Sensory System, SMES),將觸覺感測、非接觸式近距離感測、損傷偵測、自供電與自主修復等功能整合於單一裝置。SMES採多層結構,上層負責偵測損傷,下層進行電磁感測,並以可延展、自我修復的彈性體(elastomer)搭配液態金屬導體製成。當感測器遭到針刺、穿孔或切割時,電阻會迅速升高,使系統得以判斷裝置已受損;破損表面重新接觸後,材料中的分子鍵結可重新形成,使破損處逐漸癒合。裝置內的磁鐵與液態金屬線圈則能透過電磁感應(electromagnetic induction)產生電壓,因此無須外部電源,也能偵測附近物體及感知觸碰與壓力。測試顯示,SMES經1萬次循環測試後仍能穩定運作,且浸泡於模擬海水10天後,近距離感測功能仍維持穩定,水下修復效率更接近100%。團隊並將SMES裝設於水下機器手,使其能在抓取與搬運物體時偵測穿刺損傷,並恢復感測與操作功能。未來,研究團隊將持續拓展這項技術於機器人、義肢及穿戴式裝置等領域的應用。
2026/07/20
https://techxplore.com/news/2026-07-electronic-skin-sensors-underwater-robots.html
TechXplore
薛孝亭