柔性触觉传感器赋予电子皮肤诸如物体识别、刺激感知解耦及界面时空映射等功能。然而，现有的柔性触觉传感器与微电子、宏电子系统的工艺兼容性较差，难以对电子皮肤的性能和功能实现快速可控的调整。赋予柔性触觉传感器微加工兼容、模块化等特征，是提升电子皮肤性能的重要手段。

图1 四寸硅片上的柔性触觉传感模块

  近期，北京大学未来技术学院韩梦迪助理教授团队开发了一种可定制的、微加工工艺兼容的微型三维应变片（图2B），结合平面温度传感模块及柔性聚合物封装(图2I)，构成了能检测、解耦温度、法向力、剪切力的柔性触觉传感模块；将传感模块同各种柔性印刷电路板及商用传感器集成，实现了高密度、大面积（图3F）、可拉伸（图3K）、功能可扩展的触觉感受电子皮肤。大面积的柔性电子皮肤能够保形贴附于人体各处皮肤表面（图4），实时测量皮肤界面受到的法向力和剪切力的空间分布情况，且不受位置、弯曲的影响，实现了皮肤界面压力的无线测量、生物力学信号的连续监测等功能。这项工作提供了一种同微电子、宏电子兼容的三维柔性触觉传感模块的制备工艺和集成方案，实现了高分辨率或大面积的对温度、法向力、剪切力的高性能感知，提升了电子皮肤的传感性能和集成灵活性。该工作以“Three-dimensional micro strain gauges as flexible, modular tactile sensors for versatile integration with micro- and macro-electronics”为题发表在《Science Advances》上(Sci. Adv. 2024, 10,eadp6094)，文章的第一作者是北京大学博士研究生徐晨，王毅然为共同一作。该工作得到了国家自然科学基金(No. 62104009)、国家重点研发计划(No. 2023YFB3208100)、北京大学新工科交叉专项和北京大学微纳加工实验室校级平台(Peking Nanofab)的支持。

图2 基于微型三维应变片的柔性触觉传感模块

图3 可定制的电子皮肤

图4 电子皮肤对皮肤表面触觉信息的空间映射

  原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp6094