让机器人“长皮肤”，也“生神经”

东华大学先进纤维材料全国重点实验室 王宏志教授 侯成义研究员 顾伟博士生

当具身智能机器人穿上皮肤，它不再只是一个冷冰冰的壳体，而是拥有了如人类一般的感知能力——“触摸”这个世界，也能“感受”这个世界。这层“皮肤”，正是电子皮肤所赋予的。未来的具身智能不再局限于“看”和“听”，触觉、压力、纹理乃至化学信号，都会通过这层柔软的“第二肌肤”精准捕捉，构建更真实、更自然的人机互动方式。

主流的电子皮肤仍以二维薄膜形态为主，取得了令人瞩目的进展。石墨烯、MXene、导电水凝胶、液态金属等新兴材料实现了多模态感知与高灵敏度检测；摩擦纳米发电机与压电元件实现了自供能设计；低功耗无线通信和有源触觉反馈也逐步商用化。这些成果使电子皮肤具备越来越丰富的功能维度。但是，面对机器人复杂的三维表面、关节部位或动态变形区域，薄膜形态电子皮肤难以紧密贴合，在反复拉伸或弯曲中极易出现裂纹甚至失效；其次，薄膜结构的封闭性限制了透气性与热扩散，长时间运转容易造成局部过热；再者，为实现多功能感知，通常需要多层材料叠加，这不仅提高了制造复杂性，也增加了信号串扰的风险。

研究者们逐渐意识到二维的“皮肤”终究无法适应三维世界的复杂互动。于是，目光已转向更新颖的“柔软王者”——由纤维三维编织的织物电子皮肤。通过共轴涂覆、多纤维扭绞和智能编织，织物电子皮肤能够随意拉伸、弯折，贴合在机械臂、仿生手指或柔性驱动关节上毫无压力。不仅如此，天然织物般的透气孔隙，让空气、水汽自由流通，有效避免电子系统运行时的局部温度积聚，让具身机器人长时间运转时也不会“闷”出故障；优异的机械疲劳性能则保证了千万次弯曲后依旧灵敏如初，媲美“钢铁侠”的金属搭配柔韧护甲。

如果您以为这只是一个“电子布料”，那就小看它了。在同一层纤维网络中，电子皮肤可实现从感知到反馈的一体化闭环。想象一下，戴有手套的具身机器人在握住一个乒乓球时，立即采集压力分布，在纤维中实时计算出最佳抓握力度，再通过微型振动纤维反馈触觉。这是因为，在纤维的世界里，传感纤维（收集信息）、导电纤维（信号传输）、计算纤维（类脑处理）、反馈纤维（触觉响应）可以混合编织，形成一个微型而高效的“神经网络”，最终融合为具备“神经+大脑+肌肉”三种功能的新型织物本体类脑系统。

电子皮肤的发展不再是单点材料性能的比拼，而是智能感知、结构柔性、能量和交互能力的融合突破。从薄膜到织物，是结构层面的进化，更是功能架构的重塑。未来，研究者们不仅要让电子皮肤更智能，更要建立与具身智能机器人无缝融合的产业化工艺。谁能率先打通这道“量产瓶颈”，就能抢占具身智能时代的制高点。机器人正在“长皮肤”，也在“生神经”，感知边界正随着一根根智能纤维，一点点被编织出来。