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儘管機器人的視覺和聽覺能力已經取得了重大的突破，但「觸覺」能力卻仍然是一大挑戰。近期由中興大學材料系教授賴盈至的團隊研發能自行發電、沒有形狀束縛、可隨意變形的觸覺電子皮膚（untethered triboelectric electronic skin, UTE-skin）或許能為此提供一線曙光。此研究成果目前已發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊。
 
在科技日新月異的時代，機器人科技成為研究的重要領域。機器人的應用範疇廣泛，從家庭生活的自動化到工業生產的自動化，再到醫學界的手術機器人，都展現出它在人類生活中的無窮可能。然而，要應用在機器人身上的觸覺面板的實現難度極高，因為現有的觸覺面板，例如手機面板，都是剛、硬、不可伸縮的材質，更無法隨著機器人的軀體或運動自由變形。此外，傳統的觸覺面板需要電池供電、耗能大，若要實現大面積、大範圍的機器人觸覺皮膚，能量的問題是一大挑戰。
 
團隊所發表的UTE-skin，原理是利用自然中隨處可見的靜電，稱為奈米發電（nanogenerator）技術。靜電可以存在於各種材料中，因此只要選用可伸縮的材料，就可以實現不受拘束的觸覺面板。此觸覺面板不需要外部供電，能夠隨機應變，可說是觸覺感測的一大突破。在研究中，團隊也展示了將UTE-skin應用於製作觸覺識別的智能手套、用於步態分析的智能鞋墊和可變形的人機介面。
 
此外，由於大面積、多重設置感測器，加上內部的高密度電路會導致訊號之間互相干擾。因此團隊的另一項重要技術突破，就是開發全向可伸展的碳黑複合（carbon black-Ecoflex）屏蔽層，多通道的屏蔽技術能有效地減弱電線導電引發的靜電干擾，屏蔽過去難以克服電路的干擾，讓具有彈性、大面積、多點位的觸覺面板得以實現。
 
除了有助於實現機器人皮膚的觸覺能力，這項技術的應用範疇也包括在人機介面、元宇宙互動面板、義肢皮膚等領域。這項研究成果不僅對於機器人科技，對於人類未來的生活方式，也有重大的影響。想像在未來的世界，我們將可以看到更加便利的人機介面和更多具有觸覺能力的機器人出現，並悄悄改變我們與科技的關係。

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新聞來源
中興大學秘書室（2024年2月29日）。興大研發自發電、可隨意變形、沒有拘束的觸碰面板 有望實現機器人皮膚。中興大學，https://secret.nchu.edu.tw/2024/02/29/23051/