近年来，电子皮肤作为一种新兴柔性传感器件，在健康医疗、触觉反馈、机器人感知等领域具有重要应用价值。尤其是在机器人触觉感知方面，电子皮肤不仅可搭建人—机—物交互桥梁，还能赋予机器人更丰富的触觉信息感知能力。然而，现有电子皮肤多存在力感知特性单一、导电状态固定、响应机制被动等问题，难以模拟人体皮肤在复杂动态场景中的主动触觉感知与自反馈调节，做到同时兼顾高灵敏度、宽量程和环境自适应能力。如何在机器人触觉领域实现“自适应感知”，让传感器根据外界环境变化动态调整性能，一直是科学家们努力突破的难题。
近日，重庆研究院魏大鹏研究员团队，受人体触觉神经网络启发，成功研发出一种基于仿生自适应机制的柔性电子皮肤，并在《Nano Research》期刊上发表了题为“Self-adaptive magnetically force-sensitive electronic skin based on biomimetic conductive network structure”的封面论文。
本研究开发了一种基于仿生“岛-桥”拓扑导电网络的自适应力敏电子皮肤，器件利用磁场作用下有序成链的钕铁硼磁性微粒作为“岛”、表面负载的多壁碳纳米管借助电子隧穿效应形成导电活性“桥”，模拟神经突触实现电磁耦合下的网络动态重构与力敏性能磁场调控；其内部多级金字塔微结构可在外力作用下汇聚应力、缩短导电通路间距，配合5 nm厚HfO2隧穿势垒层抑制界面本征噪声、将信噪比提升约14倍，使传感器在1 Pa至3.5 MPa超宽压力范围内实现性能动态优化，低压灵敏度可达235.6 kPa-1，中压区信噪比89 dB，同时具备10 ms快速响应与超10000次循环的稳定特性。
研究团队将该电子皮肤集成于小米CyberDog机器狗脚掌，搭配自研PCB采集电路与上位机软件采集0.3 m/s行走时的足底压力信号，通过LSTM时序神经网络对泥地、沙地、草地、塑胶地、瓷砖地五种地形、五种磁场条件下共计5000组样本进行训练识别，最高地形识别准确率达99.21%，还能够分辨茂密与稀疏草地等同地形内的细微差别。t-SNE降维结果也印证了软质地面适配低磁场感知、硬质地面适配高磁场感知的自适应触觉规律，为足式机器人智能触觉感知提供了新方案。
重庆研究院研究生张冰雪为论文第一作者，机器人技术与系统中心魏大鹏研究员为通讯作者。该研究为机器人触觉智能提供了新范式，使电子皮肤不再只是被动的力敏元件，而是能够根据外界环境主动调节感知策略的智能系统，有望在复杂地形探索、灾害救援、人机交互等场景中发挥重要作用。本研究得到了国家自然科学基金、重庆市重点项目、深圳市科技计划项目等项目的支持。
相关论文链接：https://doi.org/10.26599/NR.2026.94908965