基于太阳能的电子皮肤可以自己发电

复制人类的触觉是很复杂的——电子皮肤需要有弹性、可拉伸性，并且对温度、压力和纹理敏感;它们需要能够读取生物数据并提供电子读数。因此，如何为电子皮肤提供持续、实时的电源是一个很大的挑战。

为了解决这个问题，格拉斯哥大学的研究人员开发了一种由微型太阳能电池制成的发电电子皮肤，没有专用的触摸传感器。亚博排列五投注网站太阳能电池不仅能产生自己的能量和一些剩余的能量，还能提供触觉能力，用于触摸和接近感测。他们发现的早期观点论文是发表在IEEE机器人汇刊．

当暴露在光源下时，s-skin上的太阳能电池就会产生能量。如果一个细胞被一个接近的物体遮蔽，光的强度和产生的能量就会降低，当细胞与物体接触时降至零，确认接触。在接近模式下，光强告诉你物体相对于细胞的距离。“实时地，你可以比较光强……校准后找出距离，”说Ravinder Dahiya的可弯曲电子和传感技术(BEST)集团这项研究是在格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院进行的。该团队使用红外线led和太阳能电池进行近距离感应，以获得更好的效果。

来演示在他们的概念中，研究人员将一个普通的3d打印机械手包裹在他们的太阳能皮肤中，然后记录下它与环境的相互作用。概念验证测试表明，机械臂的手掌有383.3兆瓦的能量盈余。他们在论文中写道:“如果覆盖整个身体区域，esskin可以产生超过100瓦的电流。”

Dahiya说:“如果你看看自主的、电池供电的机器人，戴上消耗能量的电子皮肤是一个大问题，因为这会缩短操作时间。”“另一方面，如果你有一个可以产生能量的皮肤，那么……它可以缩短运行时间，因为你可以在运行期间继续充电。”他说，从本质上讲，他们将如何为皮肤的大面积供能这一挑战转化为机遇，方法是将皮肤转化为能源。

鉴于其材料集成传感能力，Dahiya设想除了在机器人领域的明显应用外，BEST的创新电子皮肤还有许多应用。例如，在假肢中:“我们使用太阳能电池作为触摸传感器……我们也让它比其他电子皮肤更轻便。”他补充说，这将有助于制造出具有最佳重量和尺寸的义肢，从而使义肢使用者更容易使用。“如果你看看电子皮肤的研究，真正的动作在它接触之后才开始……太阳能皮肤领先一步，因为它会在物体接近时开始工作……(并且)有更多的时间准备行动。”这可以有效地减少脑机接口中经常出现的时间延迟。

在自动化领域，尤其是电动汽车和交互式汽车方面，也有很多可能性。一辆被太阳能电子皮肤覆盖的汽车，由于其近距离感应能力，将能够“看到”正在接近的障碍物或人。Dahiya澄清说，这不是生物学意义上的“看”，而是从机器的角度来看。它可以与其他物体集成，而不仅仅是汽车，具有多种用途。“手势也可以被识别，可以用于游戏或其他领域的手势控制。”

在实验室中，测试是在650勒克斯的单一光源下进行的，但Dahiya认为，如果他们可以使用电子皮肤可以区分的多个光源，那就有了有趣的可能性。“我们正在为此探索不同的人工智能技术，”他说，“以一种创新的方式处理数据，这样我们就可以识别光源的方向和物体的方向。”

BEST团队的成就让我们离柔性、自供电、高性价比的电子皮肤更近了一步，它不仅能“看”，还能“摸”。然而，目前仍存在一些挑战。其中之一是灵活性。在他们的原型中，他们使用了由非晶硅制成的商用太阳能电池，每个1cm x 1cm。Dahiya说:“它们并不灵活，但它们被集成在一个灵活的基板上。”“我们目前正在探索基于纳米线的太阳能电池……我们希望通过这种电池在能量和传感功能方面取得良好的性能。”另一个缺点是Dahiya所说的“集成挑战”——如何让太阳能外壳与不同的材料一起工作。