轻量化高弹性可定制柔性压力传感器为电子皮肤赋能

相对于听觉和视觉，人类的触觉更加复杂，触觉感官的模拟也十分困难。但无论是大火的“元宇宙”概念，还是智慧医疗中仿生的机器人，都离不开触觉反馈技术和柔性压力传感器的技术支撑。然而，制造具有可调柔性、稳定导电性能的理想柔性传感器一直是行业的巨大挑战。

目前，一家香港的科技公司 Touch Connection（以下简称：Touch C）宣布，其研发的基于离子导电水凝胶的柔性压力传感器已正式商用在一款名为：Touch-C的情趣用品上。同时，该公司还可为客户提供相关定制化的柔性压力传感器和综合解决方案。这款名为Q-sensor的柔性压力传感器的面世或将大大缩短人类探索元宇宙的进程和电子皮肤大规模量产的时间。

我们为什么需要电子皮肤？

皮肤作为人体面积最大的器官，在感受外部环境刺激、调节人体与外界信息交互的过程中发挥着至关重要的作用。

近年来，通过模仿人体皮肤在温度、湿度、压力等方面优异的传感功能来制备的电子器件，被形象的称为“电子皮肤”。通常，这些电子器件需要像人的皮肤一样柔软，更需要拥有和人类皮肤一般的触觉感知能力。电子皮肤在可穿戴电子软体机器人和人工智能等领域拥有广泛的应用前景。

基于水凝胶的柔性压力传感器

电子皮肤的实现需要借助柔性电子技术和具有大响应范围、高灵敏度的薄且柔韧的压力传感器。而制造具有可调柔性、稳定导电性能的理想柔性传感器一直是行业一个巨大的挑战。因为人体的皮肤，拥有独特的柔软、坚韧等机械特性和复杂的功能。

Touch C于2016年开始研究一种高分子聚合物材料，他们发现这种新型的Qt材料（导电水凝体，质感类似我们常吃的冰粉）不但兼具透光性、高弹性、高柔软性，触感接近硅胶于人体皮肤，同时还具有理想的导电性能。区别于传统的电子导电材料，Qt材料利用离子导电。

之后，Touch C花了四年的时间，解决该材料由一个实验室产品到商用的蜕变。

本征柔性压力检测解决方案

Touch C用振荡电路解决离子极化现象，用算法解决温度漂移现象，并在表面使用特殊的材料进行封装，解决材料容易失水和吸水的问题。

至此，一款真正意义上的柔软压力传感器Q-sensor诞生了。2021年1月21日，相关论文在《POLYMER》公开发表。

相比市面上常见的金属、薄膜压力传感器，它的优势非常明显：从加工上来说，它的加工、制备成本低，形状、体积、厚度可调节，针对客户的不同需求，可进行一定程度的定制；能够做到轻量化、小型化；Qt材料本体具有高弹性、高柔软性，触感接近硅胶与人体皮肤；由于其自身的柔性，能够承受日常生活中各种无规律且不规则的形变，耐受较为极端的条件，同时能够维持稳定的传感性能。

基于这个底层的原理，Touch C研发出的这套低成本的、轻量化的、小型化的、类肤、可以侦测不规则表面压力的本征柔性压力检测解决方案，未来的市场前景广阔。

有望用于电子皮肤人机交互

应用方面，目前，Touch C已经开发出可以通过用户动作行为识别来实现远程性爱控制的智能情趣用品Touch-c。

Touch-C可以真正感知到用户在使用时的基本动作，通过搭载的传感器对这些动作要素进行捕捉，并通过灵活多变的振动、抽吸、语音等方式给予用户反馈，尽可能复刻现实中真实的性爱触觉。目前，Touch-c已经实现小规模量产，计划于10月中旬在中国台湾上市。

Q-sensor柔性传感器结构形式灵活多样，可根据测量条件和应用场景制成阵列式、长条式或单一颗粒式，解决了传感器的小型化、集成化、智能化发展问题。

未来，随着市场需求的不断升级，Q-sensor在智能可穿戴设备、人体健康监测、电子皮肤、软体机器人、游戏中的人机交互等领域具有巨大的应用潜力，可适用于复杂多变的应用环境。