电子皮肤连指纹都有了！…UNIST开发指尖电子皮肤

Published 14 Apr.2025 08:49(KST)

Updated 31 Jul.2025 15:32(KST)

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UNIST Shim Gyoseung教授团队开发出刻有不可复制图案的柔性皮肤

概率低于人类指纹相同…刊登于《Nature Communications》

“六百四十亿分之一”，这是两个人指纹完全相同的概率。

即便是遗传信息完全一致的同卵双胞胎，指纹也各不相同。如今已经出现了一种可以在电子皮肤上“刻”出这种指纹的技术。这种人工指纹完全相同的概率，比人类指纹相同的概率还要低10³²倍。

UNIST化学系的 Shim Gyoseung 教授团队开发出一种刻有比人类指纹更为独特的皱褶图案的手指电子皮肤。预计未来将开启一个时代：为物理人工智能机器人移植电子皮肤，并赋予其可进行唯一识别的“指纹”。

研究团队。（自左下角起）研究员 Park Haechan、研究员 Lee Jooyoung、教授 Sim Kyoseung。UNIST提供

电子皮肤必须内置能感知外界的传感器等装置，还要具备类似皮肤的柔韧性，因此与坚硬的无机物相比，柔性的有机材料更为适合。尤其是手指电子皮肤，还必须具备区分物体的能力，要在忠实实现电子皮肤功能的同时，再额外赋予类似指纹的独特图案，一直非常困难。

Shim 教授团队开发了一种在柔性高分子（SEBS）电子皮肤上轻松刻写随机皱褶图案的制备技术。先对柔性高分子进行化学处理，完成第一道工序制成皮肤，然后只需在其上滴加甲苯溶剂并进行高速旋转，就会在皮肤表面形成随机皱褶。其原理是：被甲苯溶剂膨胀的皮肤表面，在溶剂挥发后会皱缩收紧，从而形成褶皱。

这种人工指纹在1平方毫米面积内再次生成完全相同图案的概率仅为10⁴³分之一。这一数值比人类指纹相同的概率还要低10³²倍；若将其扩展到整个人类指纹的大小，出现相同图案的概率几乎趋近于0。此外，该结构对物理冲击、热和湿度也具有较强耐受性，因此能够长时间保持指纹形态。

人工指纹图案的生成过程及其在人工指纹电子皮肤中的应用技术。

将开发出的电子皮肤移植到机器人的手上后，机器人就可以像人类一样抓取物体、感知表面质感，甚至区分是否为有生命的生物体。研究团队还演示了这样一种物理交互：贴附了内置温度传感器电子皮肤的机器人，当高温物体靠近时，会像人类一样躲避。

主导研究的 Shim Gyoseung 教授表示：“该技术利用简单工艺就能实现，而生成相同图案的概率还低于真实指纹，因此有望广泛应用于个人用电子皮肤、全生命周期管理型软体机器人、下一代人机接口等对安全和唯一识别要求极高的未来技术领域。”

此次研究由UNIST化学系的 Lee Jooyoung 和 Park Haechan 研究员担任共同第一作者，并与美国休斯敦大学生物医学工程系的 Zhengwei Li 教授团队合作完成。

本研究在蔚山科学技术院基础科学研究所，以及科学技术信息通信部韩国研究财团新进研究者资助项目的支持下开展。研究成果已于3月5日发表在国际知名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。