为机器人贴上“电子皮肤” 天大团队在柔性电子与具身感知领域取得重要突破
天津北方网讯：复杂精密的电子电路化身“热缩保鲜膜”，热风一吹，便严丝合缝地贴附在任意形状的物体表面——这一充满想象力的技术场景正在走向现实。
近日，天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室黄显、国瑞团队与清华大学深圳国际研究生院汪鸿章团队合作，提出一种基于液态金属电路与热塑性薄膜的“热缩制备策略”，让高性能电子器件从“平面”走向“立体”成为可能，为柔性电子与智能感知领域带来重要突破。
一直以来，在不规则曲面上制造高性能电路是柔性电子领域的难题，传统的3D打印成本高、速度慢，而常规的贴附方法又难以应对复杂的凹凸表面。研究团队创新性地采用常见的热塑性薄膜为基底，此材料遇热收缩，可紧密包裹物体。为解决普通金属在收缩中易断裂的问题，团队研制出具有高导电性和良好流动性的半液态金属材料，并通过自主打印技术在平面薄膜上“绘制”电路。
更巧妙的是，团队通过仿真技术预先计算形变，使得平面电路在约70摄氏度的温水或热风处理后，能按照预先设计的“变形蓝图”快速自适应贴合立体表面，整个过程仅需约5秒。实验表明，该电路具备优异的耐用性，即使经过5000次反复弯折或扭转，其导电性能依然保持稳定。
图 柔性电路在各种材质的异形表面实现共形集成
“这项技术为诸多领域打开了新的应用空间。” 本研究第一作者蒋成杰博士介绍，在具身智能领域，团队已成功为机器人手臂、头部定制了贴合的触觉传感器阵列，让机器人拥有了灵敏的“电子皮肤”。团队还开发出一款集成压力与温度传感器的“智能手套”，结合深度学习算法，机器人通过“摸一摸”识别物体的准确率高达97%。这种高效、低成本的触觉解决方案，有望加速智能机器人融入日常生活的进程。
不仅如此，该技术的应用潜力正向更广阔的产业场景延伸。在智慧农业领域，可将轻薄的电路贴附于果蔬表面，实时监测储运温湿度，保障新鲜品质；在航空航天领域，能为飞机机翼定制一体化加热电路，实现高效除冰；在智慧医疗领域，可制作指套式脉搏传感器或智能绷带，实现舒适精准的健康监测。即便在特氟龙、潮湿木材、粗糙石膏等传统粘胶难以贴附的表面，该电路也能紧密贴合，展现出强大的环境适应性。
本研究第一作者为天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室和天津大学感知科学与工程系的蒋成杰博士。感知科学与工程系成立于2024年，响应“在发展新质生产力上勇争先、善作为”重要要求，肩负建设我国首个“智能感知工程”专业的使命。目前，该系已构建涵盖智慧城市、智能传感器微纳加工、具身智能及科学仪器在内的系列智能感知工场，积极推进产学研转化，助力天津与全国智能产业高质量发展。
（津云新闻记者段玮 通讯员梁绍楠）
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