文章核心观点 - 香港城市大学研究团队提出了一种创新的神经形态机器人电子皮肤，该技术通过模仿人类神经系统的分层处理架构，实现了触觉信号的本地化处理与脉冲编码，使机器人具备高分辨率触觉感知、主动保护机制和高效维护能力，代表了机器人感知领域的重大技术进步 [1][2][4][27] 技术原理与设计 - 仿生信号处理：NRE-skin摒弃传统模拟信号采集思路，模仿人类神经系统，将触觉直接转译为神经元式脉冲信号，压力越大则脉冲频率越高，实现压力强度到脉冲频率的直接编码 [8][11][12] - 精确定位机制：每个压力传感器被赋予独特的无源元件作为“位置指纹”，使每个位置发出的脉冲在形状、宽度或幅度上具有唯一特征，从而实现触觉信息的精确定位 [13][14] - 分层架构：NRE-skin采用四层仿生结构，包括封装层、传感层、电路层和基底层，其中电路层是核心处理模块，负责脉冲编码、信号处理及局部反射决策 [16][20][21] 关键功能与性能 - 高分辨率触觉感知：系统能够高效采集并编码精确的压力和位置信息 [5] - 主动疼痛感知与局部反射：电路层设有“疼痛中心”，可实时监测压力强度，一旦超过预设阈值，系统会绕过中央处理器直接触发毫秒级保护动作，实现类似脊髓反射弧的快速响应 [24] - 损伤自检与模块化维护：通过检测传感器周期性产生的“活脉冲”状态来实现皮肤损伤的精确自检与定位，脉冲停止即表示受损，结合模块化快拆设计，支持快速更换与维护 [5][26][27] 行业影响与意义 - 该技术为机器人领域带来了复杂而精细的触觉感知能力，被视为一次巨大的跃迁 [4] - 研究为后续的触觉反馈算法和硬件设计提供了新的思路 [6] - NRE-skin是一种具备自主感知、实时判断和自我保护机制的仿生智能系统，为未来制造更安全、更具人性化的仿人机器人奠定了工程基础 [27]