随着微电子、柔性电子和仿生电子的发展,仿生传感器及其集成系统正在向柔性、微型、高集成和多功能等方向发展。这一发展趋势也促进了仿生电子产品对生物感知系统更为深入的仿生模拟,从而开发出更为精细的仿生器件用于模拟生物的感知功能,同时通过集成不同的仿生传感器或仿生传感器与其他功能的电子设备集成实来实现对人体复杂的感知系统（如皮肤同时感受触觉和温觉）、甚至是感觉系统的高级功能（如触觉学习、触觉记忆、视觉学习等）的模拟。本文致力于开发能够模拟人体感觉系统功能的仿生传感器及其集成系统,并从器件结构设计、材料选用以及系统化的集成等方面进行了一系列的研究工作。本文研究内容如下:（1）设计了一种基于抗温度和湿度干扰的柔性压力传感器的电子皮肤。该传感器由具有负温度系数（NTC）的多壁碳纳米管（MWCNTs）和正温度系数（PTC）的石墨粉（GPs）组成零温度系数的复合薄膜,这一独特的膜结构有效消除了温度的干扰。利用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）进行密封处理,达到了防水效果。所制备的柔性压力传感器具有超高的灵敏度、快速的响应时间和良好的高频响应稳定性。将该传感器制成5×5压力传感器阵列可以用于空间压力分布成像,同时具有良好的抗外部湿度和温度环境干扰性能。这一压力传感器能够在复杂多变的环境中对触觉进行准确检测,对于未来电子皮肤的商业化具有一定应用前景。（2）设计了基于压力传感器和温度传感器集成的可自愈电子皮肤,其能够检测和识别不同刺激,同时又具有自我恢复能力。采用具有良好弹性、柔韧性和自愈合能力的聚氨酯、聚氨酯@多壁碳纳米管和纤维素纳米晶体@羧化丁腈橡胶@聚乙烯亚胺分别作为压力敏感材料、温度敏感材料和基底,并通过热压法制作了一种集成温度和压力感知功能的电子皮肤。该电子皮肤内部每种类型的传感器仅对目标刺激表现出快速且精确的反应。同时,由于聚氨酯和纤维素纳米晶体@丁腈橡胶@聚乙烯亚胺自愈合能力,还使得其在损伤后实现自我修复,并且修复后的电子皮肤依旧保持良好的温度敏感性和压力敏感性。另外,基于这一电子皮肤器件制作了5×5的器件阵列,可以同时对压力和温度分布进行成像,且保持自修复能力。该电子皮肤器件为人工皮肤、人机界面和生物监测设备等领域启迪新思路。（3）开发了一种集成基于Sr-ZnO气体传感器与HfOx忆阻器和电化学执行器集成的人工嗅觉系统。该系统可以对NH3进行识别、感应、记忆,并做出条件反射。其中的Sr-ZnO气体传感器可以通过检测电阻的变化来感知和识别NH3,并将信号传递给忆阻器,使得其切换电阻状态以存储NH3信息。同时,忆阻器的激活还可以触发电化学执行器的运动,从而阻止气体流动通道,类似于人类闻到刺激性NH3时用手覆盖口鼻的条件反射。这项工作的人工嗅觉系统为未来的生物启发性电子研究（尤其是在模仿生物感觉系统的领域）提供了一种潜在策略。