2024年3月15日下午18:30,北京大学电子学院前沿论坛第62期在北京大学新燕园校区教学楼117成功举办。本次讲座邀请了北京航空航天大学原子制造研究院潘曹峰教授，为师生进行了主题为“低维半导体材料器件与触觉仿生”的精彩报告。本次讲座由电子学院长聘副教授胡又凡主持，90多名师生到场参与了学术交流活动。

首先，潘曹峰教授介绍了触觉传感的概念及其重要性，日常生活离不开传感，而触觉传感是传感器中的关键技术，是机器人获得触感的方式。触觉传感可以用于人工智能、精密制造、医疗健康、物联网等，是亟待攻克的核心技术。触觉传感器的缺失会导致机器人反应不灵敏、动作不精准。

人类皮肤的特点是高延展性、高性能与多物理量检测。高延展性是指人类皮肤最大拉伸褶皱预留，其中指关节可达80%。高性能则是指高灵敏度与宽线性范围，二者需要平衡兼顾来获得最佳传感效果。多物理量检测则是同时检测温度、湿度等多种环境感知功能。

其次，潘教授讲述了触觉传感的实现中所面临的挑战。潘教授将触觉传感制备难点分为三部分：一是人体皮肤不同部位的触觉灵敏度不同；二是人体皮肤面积较大，能到两到三个平方米；三是解决皮肤传感中多物理量的探测精度及串扰问题，同时无串扰地传递温度、湿度、重量等物理量是最难实现的。

针对传感器的拉伸性问题，潘教授提出了纳米线-弹性体两相连续互穿网络协同的策略。通过将长高分子纤维做成两到三层纤维网，使用磁控溅射做图案化，通过调整亲疏水，可以将导电网做成任意形状。通过该方法制备导电网是一个“全能选手”，它可拉伸性能好且稳定、透明度高、导电性强、图案化易，由于可以做成图案，因此在射频方向也有一定潜力。

对于灵敏度与宽线性响应区间的平衡问题，潘教授介绍了团队实现的超薄高灵敏裂纹型应变传感器，该传感器厚度8微米，与皮肤形成良好接触，增益因子高达44013，信噪比为387dB，可以精准感知羽毛抚过的力量。

潘教授提出三维堆叠的触觉传感器结构，通过引入中模量匹配层，将低模量与高模量层衔接起来，使得材料界面更难撕裂，应用于多样的应变环境。同时将传感器做成阵列，通过阵列采集时空信息，从而得到不同传感信号，达到减小串扰目的。

再次，潘教授介绍了全手掌、全脚底的应力分布检测，以及触觉传感器自愈合、可降解的概念。潘教授展示了自己团队的智能电子皮肤机械手对于蚕的复杂抓握。最后，潘教授就动态滑觉的触觉传感器提出了展望，并对本次报告进行了总结。

在提问环节，参与讲座的师生踊跃与潘教授交流报告相关内容，师生提问了有关传感器的三维堆叠结构及超薄材料等问题，潘教授依次进行了详细解答。报告结束时，电子学院长聘副教授胡又凡为潘曹峰教授颁发了北京大学电子学院前沿论坛纪念牌，并合影留念。