电流体动力印刷设备电子皮肤的应用

电流体动力印刷设备子技术的另一项重要应用就是电子皮肤（electronic skin)。电子皮肤又称为皮肤状电子，其基本特征是将各种电子元器件集成在柔性基板之上从而形成皮肤状的电路板，像皮肤一样具有很高的柔韧性和弹性，可以用于许多其它电器设备。

例如，在机器人技术中可以广泛的应用电子皮肤：电子皮肤集成了各种传感器和导电体，将外界的受力或受热情况转换为电信号后传递给机器人的电脑进行信号处理，因此电子皮肤又称敏感皮肤(sensitive skin)。

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电子皮肤的两个最基本的特点可以概括为：

1)像人的皮肤一样具有柔性和弹性以便机器人可以像真人一样行动灵活和敏捷。

2)电子皮肤上分布传感器以便机器人能敏锐的感觉到外界环境的变化。

目前，国内外对电子皮肤的研究方兴未艾。针对机器人皮肤的重要电子元器件—— 传感器，国内在其原理及应用研究方面取得了一定进展。基于红外传感器的电子皮肤的设计方法，提高了机器人对未知环境的感知能力以便及时避让障碍物。

此外，解决了电子皮肤中诸多传感器的信号融合问题。由于PVDF压电薄膜具有压电能力高，柔韧，极薄，质轻，很接近人体皮肤的特性，因此国内外围绕该材料进行电子皮肤传感器的研究较为普遍。

国外对电子皮肤的相关问题研究也取得了相当的进展．日本的研究人员不仅发展了电子皮肤的相关理论，更是制造出试验性产品．针对电子皮肤的力感受问题进行研究，通过建立受力与传感器电容的关系探讨了实现力传感的可能性。

尽管电子皮肤的基本原理并不复杂，但是如何给机器人覆盖电子皮肤具有相当的挑战性，因为电子皮肤是感受机器人全身的外界环境，必须具有整体性，同时，电子皮肤作为一种外表部件，存在受外部因素而损坏的可能性。当电子皮肤的整体或部分损坏时，需要及时更换。

针对电子皮肤的这种需求、提出了电子皮肤单元模块的概念，通过连续总线(serialbus)连接各个单元模块，从而实现了电子皮肤的整体性与可扩展性的统一．但是，电线的使用不可避免的增加了电子皮肤的重量，电线的绝缘橡胶层也在一定程度上制约了电子皮肤的柔软性。

在这种情况下，对电子皮肤的连接导体进行了深入研究，提出了金属（金)薄膜附着在预拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称聚酯基板上的新技术。实验表明这种金属薄膜在大到一倍的拉伸变形下(即应变达到100％)仍可导电。

针对电子皮肤传感器的研究目前大多集中于单一外界信息的传感(例如力)。但是，作为电子皮肤，对多重外界信息的传感非常重要，即能同时感受到力、温度、湿度等外界刺激。要实现该目标，至少需要在3个方面实现技术突破：

(1)材料选择：传感器传感功能的实现在一定程度上依赖于传感器材料的功能特性，例如压电性、热释电性或半导性，所以对功能材料的研究和应用影响着传感器技术的发展。

(2)多重敏感信号的处理：一个完整的(机器人)电子皮肤上汇集着相当数量的感受微元，每个感受微元都具备对外界环境进行响应的功能，在某些情况下每个感受微元还要同时对多重信号(例如同时感受力和热)进行响应。在信号量相当巨大的情况下，如何对信号进行处理进而确定机器人对外界刺激的对策是一项重要课题。

(3)电子皮肤力学性能的优化：作为柔性电子技术的重要应用，电子皮肤必须满足在强度保证下柔韧性的实现；在不产生破坏前提下的最轻质量优化设计也是需要考虑的重要内容。

除了机器人，在人造器官中也可以应用电子皮肤，例如治疗心脏病所用的人造心脏，当然这对电子皮肤的材料提出了更苛刻的要求。总之，电子皮肤充分发挥了柔性电子系统结构轻质、柔韧的特点，具有广泛的应用前景。

伴随着柔性电子技术的发展，各种电子产品应运而生。正如微电子技术为大规模集成电路和计算机芯片技术提供技术平台一样，柔性电子技术为新产品的研发提供了崭新的的技术平台。