这种低功耗智能机器人皮肤由一层单原子层石墨烯制成。皮肤每平方厘米的功率为20纳瓦,相当于目前可用的最低质量的光伏电池。虽然皮肤的光伏电池产生的能量还不能存储,但工程团队正在探索将未使用的能源转移到电池中的方法,以便在需要时可以使用。
石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。由于其良好的强度、柔韧、导电等特性,它在物理学、材料学、电子信息等领域具有广阔的应用潜力。在光学特性方面,有研究数据表明,单层石墨烯对可见光以及近红外波段光垂直的吸收率仅为2.3% 。
Dahiya解释道:“光伏电池产生的电能被用于产生触觉,它的触觉比人类的皮肤要好上一个数量级”。Dahiya表示:“下一步是开发支持这项研究的发电技术,并用它来驱动假手的电机,这可以让我们创建一个完全能量自主的假肢。”
皮肤给予了机器人手臂应有的按压反馈,使其可以更好地控制抓取物体的力量,即便是易碎的鸡蛋也可以稳稳地拿起和放下。此外,这种性能优越的机器人皮肤也并不昂贵,Dahiya表示,5-10平方厘米的新型皮肤只需花费1美元的成本。
事实上,石墨烯能做到的远不止赋予机器手臂敏锐的触感这一点,它还能帮助机器人皮肤自愈。据此前报道,印度科学家在期刊Open Physics发表的的最新研究发现,石墨烯具有强大的自我修复功能。科学家们希望能将这一特性应用到传感器领域,让机器人也和人类一样拥有皮肤自我修复功能。
传统的金属机器人皮肤的延展性较差,容易出现裂隙和破损。然而如果石墨烯制成的亚纳米传感器可以感知到裂隙,那么机器人皮肤就可以阻止裂隙进一步扩大,甚至修复裂隙。研究数据表明,当裂隙超过临界位移阈值后,自动修复功能就会自动启动。