Fingertip is the most sensitive region in human body due to the unique fingerprint patterns and interlocked structure between epidermal-dermal, which amplify the tactile stimuli and enhance the sensitivity. Inspired by the complicated anatomical structure, we fabricated a finger skin inspired e-skin system composed of fingerprint inspired triboelectric generator (TENG), epidermal-dermal inspired hybrid porous microstructure (HPMS) pressure sensor and subcutaneous fat inspired fabric based porous supercapacitor (FPSC). The TENG is responsible for detecting sliding direction and speed with the help of the four spiral electrodes, which adopt the frequency rather than the amplitude to detect the signal to avoid interfere from the environment. The HPMS, on the one hand, integrates the advantages from both the microstructure and porous structure to enhance the sensitivity further. On the other hand, the sensitivity of HPMS sensor is tunable by designing the shape and porosity of the HPMS, which is proved by theory, simulation and experiment. The FPSC, which can tolerate some degree of compression, works to supply energy for the pressure sensor. In this way, the sensor system can work independently without external battery. As a proof-of-concept demonstration, this sensor system has been used to detect complex action including pressure and sliding. During this process, the pressure and sliding direction and speed can be detected simultaneously without connecting to external energy source, showing its potential application area in soft robot and wearable devices.

指尖是人体中最敏感的区域，这是因为表皮与表皮之间具有独特的指纹模式和互锁结构，从而放大了触觉刺激并增强了灵敏度。受复杂的解剖结构启发，我们制造了由手指皮肤产生的摩擦电发生器（TENG），表皮与皮肤之间混合的多孔微结构（HPMS）压力传感器以及皮下脂肪激发的基于织物的多孔超级电容器（FPSC）组成的手指皮肤激发的电子皮肤系统。 。TENG借助四个螺旋电极负责检测滑动方向和速度，这四个螺旋电极采用频率而不是振幅来检测信号，以避免来自环境的干扰。一方面，HPMS 结合了微结构和多孔结构的优势，进一步提高了灵敏度。另一方面，通过设计HPMS的形状和孔隙率，HPMS传感器的灵敏度是可调的，这在理论，仿真和实验上都得到了证明。FPSC可以承受一定程度的压缩，可为压力传感器提供能量。这样，传感器系统无需外部电池即可独立工作。作为概念验证的演示，此传感器系统已用于检测复杂的动作，包括压力和滑动。在此过程中，无需连接外部能源即可同时检测压力，滑动方向和速度，从而显示出其在软机器人和可穿戴设备中的潜在应用领域。通过设计HPMS的形状和孔隙率，可以调整HPMS传感器的灵敏度，这在理论，仿真和实验上都得到了证明。FPSC可以承受一定程度的压缩，可为压力传感器提供能量。这样，传感器系统无需外部电池即可独立工作。作为概念验证的演示，此传感器系统已用于检测复杂的动作，包括压力和滑动。在此过程中，无需连接外部能源即可同时检测压力，滑动方向和速度，从而显示出其在软机器人和可穿戴设备中的潜在应用领域。通过设计HPMS的形状和孔隙率，可以调整HPMS传感器的灵敏度，这在理论，仿真和实验上都得到了证明。FPSC可以承受一定程度的压缩，可为压力传感器提供能量。这样，传感器系统无需外部电池即可独立工作。作为概念验证的演示，此传感器系统已用于检测复杂的动作，包括压力和滑动。在此过程中，无需连接外部能源即可同时检测压力，滑动方向和速度，从而显示出其在软机器人和可穿戴设备中的潜在应用领域。可以承受一定程度的压缩，可以为压力传感器提供能量。这样，传感器系统无需外部电池即可独立工作。作为概念验证的演示，此传感器系统已用于检测复杂的动作，包括压力和滑动。在此过程中，无需连接外部能源即可同时检测压力，滑动方向和速度，从而显示出其在软机器人和可穿戴设备中的潜在应用领域。可以承受一定程度的压缩，可以为压力传感器提供能量。这样，传感器系统无需外部电池即可独立工作。作为概念验证的演示，此传感器系统已用于检测复杂的动作，包括压力和滑动。在此过程中，无需连接外部能源即可同时检测压力，滑动方向和速度，从而显示出其在软机器人和可穿戴设备中的潜在应用领域。