首尔大学工学院机械工程系高承焕教授研究团队开发出创新性人工皮肤技术，使机器人能够像人类一样同时感知环境温度和压力，备受全球关注。这项技术利用单个超薄传感器高效感知热和机械刺激，有望成为实现物理AI的核心驱动力。
物理AI时代：模仿“人类触觉”技术的重要性
近来，机器人和人工智能与现实物理世界进行互动的“物理AI”技术正在迅速兴起。物理AI旨在让机器人超越单纯的计算，发展出直接观察、触摸、感受并对周围环境做出独立判断的能力。在此过程中，能够像人类皮肤一样同时检测温度和压力等各种触觉信息的传感器变得越来越重要。
现有的多模态传感设备通过单独布置多个传感器或堆叠多个功能层来模拟人类皮肤复杂的刺激处理方式。然而，这些方法使系统结构复杂化，并使测量设备变得笨重。此外，它们还存在固有的局限性，例如由于反应元件导致的响应速度慢，以及难以精确读取同一位置的多种刺激。因此，迫切需要开发一种新型人工触觉平台，能够利用薄而灵活的单一传感元件，像人类皮肤一样快速处理复杂刺激。
超薄传感器识别20种物体类型……创新型多模态人工皮肤
为了克服这些技术挑战，高承焕教授团队利用了由银（Ag）核心和氧化亚铜（Cu2O）外壳组成的核壳纳米线网络。他们实现了一种独特的技术，能够在单个设备中每秒16次地在热传感模式（T模式）和机械传感模式（M模式）之间切换。得益于这种超薄的单层结构，所开发的人工皮肤具有极快的响应速度：机械刺激为亚微秒级，热刺激为毫秒级。
值得注意的是，在基础物体分类实验中，研究团队利用两种传感模式的“交错”信号训练了AI模型，即在极短的时间间隔内交替测量和收集不同的信号。结果显示，仅使用热信号或机械信号时分类准确率约为65%，而结合交错信号后，准确率显著提高到95%。即使在数据量减少的情况下，仍保持了94.53%的高准确率。此外，结合无线测量板的指尖可附着传感器成功验证了20种日常物体，验证准确率达到83%，证明了其在实际场景中的适用性。该团队还成功制造了一个多阵列平台，能够以与人类皮肤相当的高分辨率测量热量和压力分布，表明其超越单一设备性能的可扩展性。
为未来机器人和人机交互开启新篇章
这项研究开发的多模态人工传感设备有望成为未来机器人领域的核心触觉感知技术，应用范围广泛，包括医疗辅助设备（假肢/义足）、可穿戴电子皮肤、软体机器人、机器人抓手以及人机界面等。尤其值得一提的是，它能够用单个超薄设备处理复杂刺激，无需复杂堆叠多个传感器，从而简化了系统并确保了高传感分辨率。这使其成为下一代智能触觉平台极具前景的核心技术。
高承焕教授强调了这项成就的意义，他表示：“这项技术非常具有意义，因为它首次在单个超薄设备中实现了像人类皮肤一样，无需堆叠多个传感器即可同时处理热刺激和机械刺激。” 这项技术有望拓展成为物理AI的核心技术，赋予机器人人类级别的触觉感知能力。该论文的第一作者金权圭（Kim Kwon-kyu）和方俊赫（Bang Jun-hyeok）分别在美国苹果公司和加州理工学院继续他们的研究，进一步扩大了这项技术的国际影响力。
首尔大学高承焕教授团队的这项研究将成为一个重要的里程碑，标志着物理AI时代的到来，机器人将更精确地感知和互动物理世界。这项技术的发展，以超越人类触觉的精细度为各个工业领域带来创新，将创造怎样的未来，备受瞩目。
