如果我们没有皮肤，我们将没有触觉，无法察觉寒冷或疼痛，使我们无法对大多数情况做出反应。皮肤不仅是器官的保护层，更是一个生存信号系统，提供外界刺激或温度的信息，或气象观测台报告天气。遍布皮肤的触觉感受器可以感受到温度或机械刺激，比如触摸或挤压，并将它们转化为电信号传递给大脑。

电子皮肤正被开发用于人造皮肤或类人机器人(如类人机器人)，它面临的挑战是如何让它尽可能地像人类皮肤那样感受温度和运动。到目前为止，已经有了能够分别检测运动或温度的电子皮肤，但没有一种能像人类皮肤那样同时进行识别。

由材料科学与工程系的POSTECH教授Unyong Jeong和Dr. Insang You，以及斯坦福大学的Bao Zhenan教授组成的联合研究团队，共同开发了一种能够同时测量温度和机械刺激的多模态离子电子皮肤。这项研究成果发表在11月20日的《科学》杂志上，其特点是通过应用离子导体的特殊特性制造出非常简单的结构。

人类皮肤中有各种各样的触觉感受器，可以感知冷热温度，以及其他的触觉感觉，如挤压、扭曲或挤压。通过这些感受器，人类可以区分机械刺激和温度。在皮肤上施加机械刺激时，传统的电子皮肤在测量温度方面存在一定的困难。

由于人体皮肤富含电解质，所以可以自由伸缩，但不易断裂，因此联合研究小组使用这些材料制作了这种传感器。他们还利用了含有电解质的离子导体材料可以根据其测量频率有不同的测量特性。在这项新发现的基础上，研制出了一种多功能人工感受器，它可以同时测量触觉和温度。

此外，研究小组还推导出了仅对离子导体温度有反应的变量——电荷弛豫时间和归一化电容，以及仅对机械刺激有反应的变量。这些变量的输出只能在两个测量频率下测量。电荷弛豫时间，即离子的极化消失所需要的时间，可以测量温度而不响应运动，归一化电容可以测量运动而不响应温度。

这种简单的电极-电解-电极结构的人工感受器具有巨大的商业化潜力，可以准确地测量所应用物体的温度，以及在受到挤压、挤压、扩展和扭转等外部刺激时的方向或应变剖面。

多模态离子电子皮肤可以自由拉伸或修改，但也可以检测温度，预计将适用于可穿戴温度传感器或仿人机器人的机器人皮肤。

“当一个食指触摸电子皮肤,电子皮肤检测接触温度变化,当手指把皮肤,后面接触面积的一部分延伸并认识到运动,”解释POSTECH Insang你博士论文的第一作者。“我怀疑这种机制是人类皮肤识别不同刺激的一种方式，比如温度和运动。”

“这项研究是开启使用电解质的多模态电子皮肤研究之门的第一步，”POSTECH的Unyong Jeong教授和通讯作者说。“这项研究的最终目标是创造出模拟人类触觉感受器和神经递质的人工离子电子皮肤，这将帮助那些由于疾病或事故而失去触觉的病人恢复触觉。”