难就难在那股“拿捏”的劲儿：劲儿小了，抓不住；劲儿大了，一不小心就捏碎了。

对于传统的工厂机械臂，它的手指就像戴了厚厚的手套，只能大概感觉到“有东西顶着”的单一压力，但它分不清这个东西是滑溜溜的玻璃杯，还是毛茸茸的玩具熊。所以机械臂抓东西，只能老老实实按设定好的位置和力度干活，稍微变点花样就“抓瞎”。

皮肤是人体最大的器官，也是机体感知外界的感受器。夏日里冰镇汽水的沁凉，隆冬时围炉烤火的温暖，清风拂面，石子咯脚……这些繁杂的外界信息，通过皮肤的传导，形成冷觉、温觉和痛觉等诸多触觉。故而，人类能依靠皮肤感受到的压力和摩擦力，小心地完成易碎物品的取放动作。

“我们通过柔性触觉传感器，采集压力、温度等多种信号，进而实现压力检测、温度检测、纹理识别等功能，让机器人‘长’出了电子皮肤。”清华大学柔性电子国家级重点实验室副研究员、浙江清华柔性电子技术研究院技术专家陈毅豪说。

他向记者展示了两张图片，一张是人体皮肤的结构图，分为表皮、真皮和皮下组织等三层；另一张则是电子皮肤的仿生设计理念，其结构也分为同样的三层。

产生触觉的关键，来源于中间承担感知刺激等重要功能的“真皮层”。记者看到，电子皮肤其实就像一张很轻薄的膜，它的“真皮层”集中了大部分轻薄的传感器及电路，仅食指指尖大小的面积内，就布满了200多个微小金属传感器。

陈毅豪解释，力传感单元位于这一层的上部，更靠近皮肤表面，对外部压力极其敏感；应变传感器则位于底部，与力传感单元保持一定距离，这种设计使得应变传感器主要对皮肤的拉伸敏感，而不受压力干扰。皮下组织层则是最内层，主要感知皮肤的整体变形。

“这种独特的三维结构，让电子皮肤能够同时感知并区分压力、摩擦力和应变，就像我们的皮肤一样。”陈毅豪说，它的感知精度可以达到毫牛级别（力的单位，定义为牛顿的千分之一），这意味着它差不多能感知到一根头发丝放在皮肤上的位置。这种精度已经非常接近人类皮肤感知的极限了。

仅仅有精密的传感功能是不够的，就像人类的大脑需要解读神经传来的信号一样，电子皮肤也需要一个“神经中枢”来理解这些数据。浙江清华柔性电子技术研究院的专家们为电子皮肤搭配了信号处理芯片与深度学习算法，机器人就能够快速处理和解读这些复杂的信号。陈毅豪说，这就好比是教会了电子皮肤如何“思考”和“理解”它所感受到的世界。

在实验现场，装有电子皮肤的一只机械手拿起了一个苹果，它不仅可以感知物体的存在，还能判断物体的硬度和形状，很快就反馈了苹果的硬度、新鲜度等感知数据。

更让人惊讶的是，这款电子皮肤也像人类皮肤一样格外柔软，可以贴合弯曲、形变等各种复杂的曲面，包括柱面、球面等三维几何形状。“秘密就藏在可拉伸器件互联设计中。”陈毅豪指着电子皮肤传感器中间的蛇形结构告诉记者，传感单元的各个三维结构之间由可拉伸蛇形互联导线连接，与传统直互联相比，它在弯曲变形条件下也可实现对压力和摩擦力的同步测量。