本文综述了电子皮肤技术的最新进展，重点介绍了多模态触觉感知、柔性架构以及低功耗数据采集。一个36通道的混合频率平台实现了实时触觉识别与机器人交互。未来的研究方向集中在提升大面积均匀性、智能校准以及自适应感知能力，以推动机器人皮肤的实际应用。
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本文综述了电子皮肤技术的最新进展，重点介绍了多模态触觉感知、柔性架构以及低功耗数据采集。一个36通道的混合频率平台实现了实时触觉识别与机器人交互。未来的研究方向集中在提升大面积均匀性、智能校准以及自适应感知能力，以推动机器人皮肤的实际应用。
电子皮肤（E-skin）技术模拟人类皮肤的触觉和感知能力，使智能机器人和可穿戴系统能够感知压力、应变、温度及其他外部刺激。本文综述了近年来在材料、结构设计、传感机制以及系统级集成方面的研究进展，这些进展显著提升了E-skin平台的性能与功能。特别关注了多模态触觉感知和嵌入式信号采集策略，这些技术可实现对触觉模式和手势的实时识别。柔性架构、混合频率采样以及低功耗数据采集电路的进展，提高了现代E-skin系统的可靠性、可扩展性和时间分辨率。作为示例，作者开发了一种36通道的混合频率触觉传感平台，以展示多模态信号融合及机器人交互的实际实现方式。最后，本文讨论了当前面临的挑战与未来发展方向，包括大面积均匀性、智能校准和自适应感知等，以推动电子皮肤从实验室原型向可部署的机器人皮肤应用转化。
电子皮肤（E-skin）代表了一类新型柔性电子系统，能够模拟人类皮肤的感知和功能特性。通过检测压力、应变、温度和滑移等机械与热刺激，电子皮肤使机器能够以类人的方式感知周围环境。自从Someya及其同事首次提出柔性仿生电子皮肤以来，该领域的研究在材料科学、器件工程和系统集成方面迅速发展1,2。
电子皮肤的早期发展主要集中在开发可拉伸且具有导电性的材料，使其在机械形变下仍能保持电学稳定性。导电聚合物复合材料、碳纳米材料以及基于液态金属的电极已被广泛研究，以提高柔性与灵敏度3,4,5。这些研究为可靠的触觉感知奠定了基础。然而，随着研究向机器人技术和可穿戴电子器件方向拓展，瓶颈已从材料层面转向系统级集成，大规模信号采集、低噪声放大以及实时数据处理等问题逐渐成为核心挑战6,7。
近年来的进展凸显了多模态触觉传感与嵌入式信号采集日益增长的重要性，这些技术已将电子皮肤从被动的传感界面转变为具备主动感知能力的平台。Jeo....
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电子皮肤结构概述
电子皮肤可被视为一种分层的柔性电子系统，它将传感、采集、处理和通信层集成到一个统一的结构中。每一层都在将外部物理刺激转化为可由机器或人类解读的有意义的数字信息过程中发挥着独特作用。图1展示了这一四层架构及其相应信号流的概念示意图。
在感知层，柔性可拉伸的传感器阵列可检测压力、应变或温度等机械或热刺激。这些元件在弹性体基底上制备，通常采用微结构设计以提高灵敏度和响应线性度。导电聚合物和纳米复合材料在大变形条件下仍能提供良好的顺应性和稳定的电学性能3,5。在多模态电子皮肤系统中，可通过集成多种传感单元，或采用能够在一个传感器内解耦不同刺激的微结构器件架构，实现对压力、应变和温度等多种物理刺激的检测4。
采集层在传感器与电子器件之间起到电气连接的桥梁作用。其主要功能包括信号放大、滤波以及模数转换。在现代电子皮肤中，广泛采用柔性印刷电路或薄膜晶体管矩阵，以实现有源矩阵寻址和多路复用读出。这些方法在保持高空间分辨率和低功耗的同时，降低了布线复杂度。该层的设计决定了系统的噪声基底、采样率以及整体数据保真度....
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尽管材料、系统集成和数据解释方面取得了快速进展，电子皮肤（E-skin）技术在实现大规模实际应用之前仍面临诸多障碍。为了实现真正具有感知能力的电子平台，亟需在机械可靠性、可扩展性和智能自主性方面进行改进。电子皮肤依赖于柔性和可拉伸材料，这些材料需在持续形变下保持灵敏性；然而，长期机械疲劳、环境退化和基线漂移问题仍未解决。在大面积制造中实现一致性和重复性也存在重大挑战。因此，未来的研究应聚焦于可扩展、低成本的微/纳米制造和封装方法，以确保耐用性和生物相容性。在紧凑硬件中集成多种传感模式——压力、应变、温度、振动和声学信号——不可避免地会引入布线复杂性、串扰和能耗问题。高效的多路复用技术、低噪声模拟前端和嵌入式电源管理对于提升自主性至关重要。自供电传感器、能量收集模块和片上系统架构是实现完全无缆操作的有前景途径。与此同时，电子皮肤产生的海量异构数据需要稳健且可解释的分析方法。基于机器学习的算法已实现事件分类和触觉感知，但在有限功耗和带宽条件下实现实时、低延迟决策仍具挑战性。引入类脑计算和边缘人工智能（edge-AI）概念，有望实现本地化处理并最小化数据传输，从而支持情境感知和自适应行为。展望未来，新一代电子皮肤系统可能会集成自修复材料、混合.......
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作者声明不存在利益冲突。
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