機器人模擬皮膚材料應用：TPE及水凝膠前景廣闊

未來，水凝膠還可能用來製作人造皮膚、可穿戴電子設備以及植入大腦的裝置。目前，它只是可用於模擬機器人皮膚材料的潛在的在研產品。柔性電極材料正式投入使用還需時日，但其使用前景十分廣闊。

現階段，可用於機器人模擬皮膚的材料並不多，主要是硅膠、TPE材料、水凝膠、柔性電極材料等，其中硅膠已經被應用，TPE材料還未被生產商使用，水凝膠、柔性電極材料屬於潛在的在研產品。

硅膠

硅膠是熱固性的一種彈性體。目前，機器人皮膚覆層材料以硅橡膠為主，也叫做人體硅膠、加成型硅膠、雙組分加成型硅膠。由兩部分組成：A組分是硅膠，B組分是固化劑；兩組分按一定的份額混合配比。產品為無色或皮膚色油狀液體，硫化後變成柔軟的彈性材料。

硅膠是作為人體模擬材料最常見的材料，硅膠材料不僅手感優異，而且各項耐溫效果也很明顯，但是硅膠材料由於其加工的工藝相當複雜，所以成本相對來說比較昂貴。因此，單個模擬硅膠機器人的造價較高，市場需求量相比其他服務型機器人較少。

TPE材料

根據新思界產業研究中心公布的《2018-2023年TPE行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示，TPE是一種熱塑性彈性體，具有環保無毒，易著色，手感爽滑柔軟，硬度範圍0A-120A，加工成型簡單，不需要硫化加工，可以循環再生利用，降低成本。目前，TPE作為第三代橡膠在世界各地取得了極為迅猛的發展。TPE材料是介於橡膠與塑料之間的人造合成材料，它具有橡膠的各項特性，也具有塑料的各項加工性能，但是市場上的服務模擬機器人的皮膚還沒有使用TPE材料。

水性高分子凝膠

由麻省理工學院（MIT）的華裔科學家趙選賀帶頭髮明。由於兼有柔軟性和彈性，水凝膠有著廣泛地應用範圍，其中之一是作為傷口敷料，被放置在皮膚的創傷處，潮濕的水凝膠能夠起到防止傷口乾燥、感染，緩解疼痛的作用，另外，水凝膠本身不會黏附在皮膚表面，移除時也不會對皮膚造成二次傷害。

水性高分子凝膠中95%的成分都是水，柔軟光滑，所以能和人體高度相容。此外，由於它的表面覆蓋著一層薄薄的彈性體，因此可以像人體皮膚一樣，牢牢鎖住凝膠里的水分，讓它長久保持水潤親膚。不僅如此，它還是一種優良導體，能植入一系列電子設備。

柔性電極材料

美國斯坦福大學的化學工程師鮑哲南教授領導的團隊多年以來一直致力於進行「有觸覺」的「人造皮膚」的開發。此「人造皮膚」其實是一種獨特的電子元件，它利用敏感的電子材料製成，可以被拉伸，能夠感受到微小的壓力帶來的電流變化。這種人造皮膚的材料是一種高分子材料，鮑哲南將其稱為「柔性電極材料」。它不僅具備高柔韌度的拉伸性，還和人類皮膚一樣能自我修復，同時可以進行生物降解。

這種如皮膚般柔軟的塑料電子材料不僅看上去像人類皮膚，而且與皮膚一樣能夠高度感知類似小飛蟲的壓力。這種材料具有廣泛的應用價值，如果運用到醫學上，就可以製成檢測器，為癌症病人準確區分硬的癌細胞和軟的健康細胞，從而快速、準確地切除癌細胞；如果用在汽車方向盤上，當駕駛人因睏乏、走神等原因鬆開方向盤時，感應器就會及時提醒，避免發生交通事故。如果運用到機器人身上，機器人就可以輕輕拿起一隻雞蛋且不捏碎，那麼將會使機器人的各方面的性能大大提高。

新思界產業研究員認為，目前硅膠是常規產品，由於TPE在加工性能方面、回收性和成本價格方面，滿足了硅膠材料不能滿足的地方，或許成為硅膠的首選替代材料。未來，水凝膠還可能用來製作人造皮膚、可穿戴電子設備以及植入大腦的裝置。目前，它只是可用於模擬機器人皮膚材料的潛在的在研產品。柔性電極材料正式投入使用還需時日，但其使用前景十分廣闊。

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