日本東京工業大學的土方亙副教授開發出了無需外部電流源即可檢測到與人或物體的接觸的人造皮膚。該人造皮膚利用源自樹脂的材料製作，在保持柔軟性的同時，成功提高了檢測靈敏度。預計將作爲採用柔軟木料等的「軟體機器人」表面的包覆材料等使用，計劃兩年後完成實用化。
福祉和護理現場面臨着勞動力減量的課題，因此研究人員正在開發可以代替人類工作的機器人。設想是在確保安全的同時，讓機器人與人類統合作業，因此機器人的表面需要有能發揮感測器作用的人造皮膚，這種人造皮膚既要柔軟，又要能檢測到接觸。
用於檢測接觸的人造皮膚有兩類，一類是利用將力轉換爲電的壓電元件，另一類是利用電極間的靜電容量變化。壓電元件使用陶瓷材料製作，柔軟性等存在課題；而靜電容量型需要利用外部電流源來檢測接觸，成爲實施薄膜化等的障礙。
在將人造皮膚貼到手臂上的實驗中，點亮LED作爲檢測到接觸的訊號
新開發的人造皮膚採用由氟乙烯樹脂製成的「永電體」。永電體外觀呈橡膠狀，向這種材料施加高電壓，可以在約200攝氏度的溫度下製成薄膜。製成的薄膜能將電荷保留在内部，併產生半永久性的電場。
土方副教授等人制作了在電極材料之間層疊永電體和硅的結構。這樣可以將負電荷封入永電體，在電極上誘導正電荷。向表面的電極施加壓力時，硅會變形，電極與永電體之間的距離發生變化，電極的正電荷行程，電流流動。透過接觸施加壓力時，電流會流動，因此可以檢測到。
新開發的人造皮膚是厚度約爲50微米（1微米爲100萬分之1米）、長和寬均爲10釐米的正方形。土方副教授等人研究了在四個角測量電壓的方法，這樣不僅能檢測到接觸，還可以確定接觸的位置。各點的電壓因施加壓力的位置而異，可以根據其比值確定接觸位置。
另外還實施了應答發電原理的實驗，應答新開發的人造皮膚的發電量約爲壓電元件的560倍。而且，即使是輕微的接觸，也能以高靈敏度檢測到。
今後將提高可靠性，以防止因反復接觸和彎曲而造成的劣化等。
在護齒套中植入人造皮膚，可透過咀嚼動作發電（圖片均由東京工業大學的土方副教授提供）
新開發的人造皮膚還有望用作在狹窄空間内工作的感測器的電流源。例如，目前正在開發將感測器嵌入護齒套中，透過口水測量血糖值的裝置。該裝置以前利用電池驅動，很難在口腔内使用。可以將新開發的人造皮膚貼到牙齒上，利用咀嚼動作爲感測器供電等。
日文：鈴木遊哉，《日經產業新聞》，2021年1月4日
中文：JST客觀日本編輯部
