一种新型神经形态机器人皮肤使人形机器人能够感知疼痛、检测损伤并触发快速反射响应。

中国研究人员研制出一种神经形态机器人电子皮肤，借鉴人类神经系统设计，使人形机器人具备触觉感知、损伤检测能力，并能在接触有害刺激时做出快速反射式响应。这项突破解决了机器人领域的长期局限——当人类接触危险高温或尖锐物体时，感觉神经会直接将信号传输至脊髓，在大脑尚未完全处理疼痛信息前就触发瞬间缩回反射，这种机制能有效防止严重伤害。

然而传统人形机器人通常依赖集中式处理：传感器数据需传输至中央处理器分析，再转换为运动指令。即使是微小的延迟也可能导致损伤，在机器人日益频繁与人共处的场景中尤为突出。随着机器人从受控工业环境走向家庭、医院及公共场所，研究者认为它们需要更本能的环境交互方式，新开发的神经形态电子皮肤正是为此而生。

突破简单触觉

现有机器人皮肤大多仅作为压力传感器，只能检测接触动作而无法判断其危险程度。新型神经形态机器人电子皮肤则更进一步模拟生物皮肤的信息处理机制，采用分层神经形态结构，将触觉输入转换为类似人类神经信号的电脉冲序列。

该系统由四层结构构成：最外层为类似人类表皮的防护层，其下是模拟感觉神经的传感器与电路层，持续监测压力、施力及结构完整性。即使在未接触状态下，皮肤也会向机器人中枢处理器发送周期性电脉冲，表明系统运行正常；若皮肤被割伤或损坏，脉冲则会停止，使机器人能及时定位损伤部位。

无意识反射机制

当发生接触时，皮肤会生成编码压力信息的电脉冲。正常情况下这些信号会传输至中央处理器解析，但当压力超过预设阈值（表明可能产生疼痛或损伤）时，系统将启动不同响应模式：高压信号会绕过中央处理器直接发送至机器人电机，触发即时反射动作（如缩回手臂）。

研究团队表示："我们的神经形态电子皮肤具备分层神经形态结构，能实现高分辨率触觉感知、主动疼痛损伤检测及局部反射触发，并支持模块化快速修复。这一设计显著提升了服务机器人的触觉灵敏度、安全性与人机交互直觉性。"

该皮肤还采用磁吸模块化设计，受损单元可在数秒内快速更换，大幅简化维护流程。据《美国科学院院报》报道，研究团队正致力于提升系统灵敏度，使其能精准处理多触点同步感知，这对机器人在复杂多变的人类环境中运作至关重要。

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