想象一下，一组灵活的触觉传感器粘附在您的皮肤表面，提供对来自身体各个部位的生物力学信号的可定制检测。由于最近的研究，这种虚构的超材料即将成为现实。

在一个学习发表在期刊上科学进步北京大学的研究人员开发了一套灵活的、模块化的触觉传感器，利用3D微应变片作为传感单元，实现压力的高密度映射、生物力学信号的无线监测以及温度、法向力和剪切力的解耦测量。

该论文的通讯作者、北京大学的韩梦迪解释说：“这些 3D 微型应变计为开发柔性触觉传感器和电子皮肤提供了令人兴奋的可能性。通过使用与光刻技术兼容的工艺将平面应变计转变为 3D 形式，我们可以扩展传感模式并提高触觉传感的空间密度。”

由薄膜应力驱动的3D微应变片表现出良好的一致性和稳定性，表现出优异的并行化和批量处理能力。该工艺与微加工（制造微米级及以下微型结构的工艺）完全兼容，快速稳定的转移方法可以实现与微电子和微电子的无缝集成。

“基于3D微应变片的加工技术，我们可以快速定制传感器的性能。”博士陈旭说。韩实验室的学生，也是该论文的共同第一作者。

“通过调整3D微结构的形状、每层薄膜的厚度以及封装聚合物的厚度，可以轻松改变触觉传感器的灵敏度和其他性能。”这为快速定制满足各种需求的柔性触觉传感器和电子皮肤提供了坚实的基础。

“每个柔性传感器包含四个正交定向的 3D 微应变计，可以精确解耦法向力和剪切力，以确定外力的方向和大小。该传感器还包含一个温度传感模块，”博士 Yiran Wang 指出。韩实验室的学生，也是该论文的共同第一作者。

“我们还设计了一个抗串扰电路，以支持使用我们的 3D 微应变仪阵列对皮肤界面处的法向力和剪切力进行时空映射，”Wang 补充道。

这些 3D 微应变计显示出与微电子学和宏观电子学的兼容性，并为从机器人到生物医学和生物医学的潜在应用提供了机会。消费电子产品。这种技术方法增强了柔性触觉传感器的传感性能和集成解决方案，预示着微电子和微电子领域的巨大机遇。