与（yǔ）机（jī）器（qì）人握手，为何（hé）那（nà）么（me）难？

婴儿1周岁就可以抓阄了，但让一个机（jī）器（qì）人（rén）学会抓握，却是上百篇（piān）顶刊论文（wén）都讲不清楚的事。

科学家告诉我（wǒ）们，比起下棋像人、说话像（xiàng）人、走路像人，让机（jī）器人（rén）拿起一只气球或端（duān）起一只玻璃杯，是更（gèng）难办（bàn）的（de）事（shì）。“10年前，我（wǒ）们圈里有句话：‘不要跟机器人（rén）握（wò）手’。”北京理工大学柔性电子器件（jiàn）与智造研究所所长沈（shěn）国震说。

为什么这（zhè）么说？不知如何握手的机器（qì）人，与这（zhè）个世界打（dǎ）交（jiāo）道的方（fāng）式，究竟缺（quē）了什么？

为什么说“不要跟机器人握手（shǒu）”？

没（méi）有皮肤，真的（de）不一样

原来——

“过去机器人（rén）没有触觉，无法控制（zhì）力道，与（yǔ）人（rén）握手不懂得什（shí）么时候松开（kāi）手，一不小心可能会把人（rén）手部的骨头捏碎。”沈国（guó）震的解（jiě）答道出（chū）机器人研究的（de）一大症结（jié）——机器人身上少了一样人类器官，而且是（shì）最大（dà）的那个：皮肤（fū）。

没有皮肤，机器人就难以拥有（yǒu）发达的触觉，电影史（shǐ）上经典的机器人形象之（zhī）一“剪刀手爱德华（huá）”，一不小心就发（fā）力伤人的场景，今日机器人（rén）实验室里仍不（bú）鲜见。

也正因此，我（wǒ）们已经津津（jīn）乐道机器人（rén）写作文、下象棋（qí），但还听（tīng）不到机器（qì）人（rén）娴熟完成家务活的（de）消息。

触觉，其实是多（duō）种感知信（xìn）息的“合体”：接触的（de）位置、接触力的大小和方向，接触物（甚（shèn）至未接触物）的（de）温度，纹（wén）理（lǐ）、硬度……我（wǒ）们的皮肤可以极其精妙地捕捉这些信息的蛛丝马（mǎ）迹并传递给大脑，我们（men）许（xǔ）多（duō）习焉不察（chá）的反应与动作于是启动。

可以说，皮肤不只（zhī）是身（shēn）体（tǐ）表面一层将（jiāng）近2平（píng）方米（mǐ）的附着物，更是人（rén）与周（zhōu）遭世界的沟通纽带、互动（dòng）方式。

那么，给机器人加（jiā）一（yī）身（shēn）皮肤（fū）怎么样？机（jī）器（qì）人可以由此像人一样感知环境、适应（yīng）环境吗？

装有（yǒu）仿生三维电子皮（pí）肤的机（jī）械手与（yǔ）人手互动

电（diàn）子皮肤，到底什么样

当（dāng）然，电影里的（de）机（jī）器人不都像（xiàng）爱德华一般。

科（kē）幻电影《阿丽塔（tǎ）》的主角机器人（rén）阿（ā）丽塔虽（suī）然纤瘦，却是一名“六边形战士”。她的战（zhàn）斗力源自一身“黑科技”，其（qí）中（zhōng）就包括触觉比人（rén）类还灵（líng）敏的（de）电子（zǐ）皮肤。

对，电子皮肤。让机器人全面感知自（zì）己的身体（tǐ）和周（zhōu）边环境，电子皮肤已经成为（wéi）今日机器人学（xué）重要的（de）研究领域。

机（jī）器人借助电（diàn）子皮肤拥有（yǒu）触觉后，就能更充分、精准地读取环境中（zhōng）的压力信号，行动也就更为灵（líng）活有效。一般（bān）而言（yán），现在的机器人缺乏对物体（tǐ）精确的力量反馈，难以精准抓握和操（cāo）纵微小或柔软的物体。而电子皮（pí）肤则可（kě）赋予未来的机器人（rén）一双（shuāng）“巧手”，实施高精准度的（de）手术（shù）可能都不在话下。

那到底（dǐ）什么是电子皮（pí）肤呢？

沈国震介绍，人的皮（pí）肤由表皮、真皮、皮下组织（zhī）构（gòu）成，电子（zǐ）皮肤也是类似的“三明治”结构，由电极材料、活性材（cái）料、柔性（xìng）衬底组（zǔ）成。电极材料作为电连接层，位于活（huó）性材（cái）料的两侧，接（jiē）收和传输电信号；活性材料的功能是将环境刺（cì）激转换为可检测的（de）电信号；柔性衬底（dǐ）则负责支（zhī）撑电子皮（pí）肤并将其与机器人躯体贴合在一起。

开发（fā）一款（kuǎn）电子（zǐ）皮肤，哪些问题必（bì）须解决？首当其冲（chōng）是材料“柔”的（de）问题。电子（zǐ）皮肤的关键在（zài）一个“柔（róu）”字。能作为（wéi）皮肤的材料（liào）必须是（shì）柔性、可拉（lā）伸的，而不是（shì）刚硬（yìng）、易（yì）脆裂的。“绕（rào）指柔”何以可能？

科学（xué）界（jiè）现（xiàn）在（zài）有三（sān）种（zhǒng）探索方向。第一种着眼于物理柔性，努力（lì）开发尺（chǐ）度更（gèng）小（xiǎo）的材料。比方说，柔软又有高（gāo）度（dù）生物相容性的纳米硅就（jiù）可（kě）以作为生化（huà）传感器，一（yī）定程（chéng）度实（shí）现皮肤功能。第二种则寄望（wàng）于（yú）结构柔性。努力开发金（jīn）属等物（wù）质的各种新奇力学结构，弹簧、螺旋、蛇形……将传（chuán）统（tǒng）硬质材料改（gǎi）造为具备良好的拉伸、弯曲能（néng）力的新材（cái）料。还有的科学（xué）家试图突破本（běn）征柔性，通过高分子工（gōng）程改变（biàn）聚合物材料性质，使其具（jù）备高拉（lā）伸特性，甚至兼具自我修复功（gōng）能。

开发电子皮肤，还得在感知功（gōng）能上下功夫。传感是机器感知环（huán）境的基础（chǔ），感知压力、温度（dù），判（pàn）断（duàn）触摸的不同物体，分（fèn）辨手（shǒu）里（lǐ）拿的究竟是一颗桃子（zǐ）还是一颗鸡蛋，无不需（xū）要传感器。触（chù）觉（jiào）传感器要尽可能充分地获得相接触物体表面（miàn）种种特性，对传感灵敏度要求尤高。

为什么说“不要跟机（jī）器（qì）人握手”？

沈国震团（tuán）队研（yán）发（fā）的柔性可（kě）延展多功能（néng）电子皮（pí）肤，可用（yòng）于人体生（shēng）理信号的实（shí）时监（jiān）测

此外，传感器捕捉（zhuō）到的信号如何高效传输，也是问题。关键就在于（yú），如何让信号在（zài）传输到机（jī）器人（rén）“大脑”的过程中尽量少有耗（hào）损？

电子皮肤，我们也来一套？

实际上，电子（zǐ）皮肤（fū）不止是机器人的下一（yī）代装备，我们人类自己也“值（zhí）得拥有”。

虚拟现（xiàn）实技术方（fāng）兴未艾（ài）的今天，电子皮（pí）肤可能是人类漫游元宇（yǔ）宙（zhòu）的重（chóng）要助力。在虚（xū）拟（nǐ）世（shì）界中，电（diàn）子皮肤能最大（dà）限度地还（hái）原（yuán）触觉，不仅（jǐn）使人能近（jìn）乎真实（shí）地“摸（mō）”到虚（xū）拟物体，甚至能（néng）还原清风、水流、火焰带给人们的感觉，极大提升沉（chén）浸感和真实感。

此外，对于烧（shāo）伤烫（tàng）伤患者、截肢患者来（lái）说，电子（zǐ）皮肤可使他们重获触觉，继（jì）续享受（shòu）美好生活。

对于身心（xīn）健（jiàn）全的普通人（rén）而言，电子皮肤能（néng）帮什么忙？“它可（kě）以起到一种（zhǒng）人体健（jiàn）康（kāng）监测设（shè）备的作用。电子皮肤与人体直（zhí）接（jiē）接触，能（néng）够藉由高精度传（chuán）感器直（zhí）接测（cè）量我们身体（tǐ）数据（比方（fāng）说心率（lǜ）、体温、血糖、血（xuè）压（yā））的实（shí）时（shí）情况，相当于精密程度跃升的‘健康手环’。”沈国震说，目前这类技术已经成熟，产（chǎn）品也将逐步进入市（shì）场。

其实，科学家还有更大胆的（de）想法——能不能将智能手机的功能融入电子皮肤？如果电子皮（pí）肤的传感器（qì）足够敏锐（ruì）、电路畅通（tōng）且性（xìng）能稳（wěn）定，通（tōng）过“点击（jī）”电子皮（pí）肤的不同位置来（lái）收发消息、接拨电（diàn）话，是不是也顺理成（chéng）章？

也许到（dào）那时（shí），我们真的就（jiù）可以丢下手机（jī），轻装出（chū）门了。

*本文为《半月（yuè）谈》2024年第13期内容

原标题《与机（jī）器人握手，你敢吗？》

半月谈（tán）记者：张（zhāng）漫子（zǐ） / 编（biān）辑：范钟秀

[责（zé）任编（biān）辑：季爽（shuǎng）]