人造智能皮肤是指能够模仿或增强人体皮肤功能的柔性功能元器件，在健康监测、人机交互、增强现实、义肢和仿生机器人等领域有重要应用。尽管柔性电子学在人造智能皮肤设计方面已取得重要进展，但以光子作为信号载体的柔性光子学具有非侵入性、超灵敏性、无电磁干扰，以及并行处理等优点，有望进一步推进人造智能皮肤的发展。
近年来，中国科学院化学研究所光化学院重点实验室研究员赵永生课题组致力于有机光子学材料、有机激光材料的研究工作。前期研究工作表明，有机激光器的输出信号对光、热、化学等刺激具有非常灵敏的反应，有望用于高灵敏传感器件的构筑。同时，该团队探索柔性有机激光材料的可控制备，为最终实现具有传感功能的柔性光子皮肤奠定了基础。
结合有机激光材料在高灵敏传感和可控加工等方面的优势，赵永生课题组首次提出了基于柔性有机微纳激光阵列实现人造光子皮肤的新思路。其中，基于有机激光阵列的大规模柔性光子学传感网络的设计和构筑是实现人造光子皮肤的关键。针对这一问题，研究人员发展处一种双层电子束直写技术，实现了全有机柔性微腔激光阵列的大规模制备，进而设计了基于耦合腔结构的光子学传感器网络，最终展示了其类皮肤的机械传感应用。
研究人员进一步将这样的微盘构筑成了耦合微盘腔，实现了单模激光输出，显著地增强了传感信号的可辨识度与准确度。在此基础上，科研团队将一个悬浮微米线波导集成到耦合微腔上，构筑了对柔性衬底形变响应的传感单元，并用于人体运动探测。作为一种概念性的光子皮肤展示，研究团队将柔性耦合线-盘传感芯片贴附在人手模型上，实现了多种手势的识别。
这种新型柔性光子学芯片在人的本体感觉重构，人机交互和机器人自保护系统等领域具有广泛的应用前景。
近日，相关研究成果发表在Science Advances上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部和中科院的支持。