近年来,以柔性软体材料制成的传感器在可穿戴设备、软体机器人、健康监测系统、假肢等研究领域展现出了巨大的应用潜力。这种传感器由于具备类似人体皮肤的外观、优良的传感性能和优秀的人体亲和性,又被形象地称为电子皮肤。通过电子皮肤,可以将人手的运动状况以及手与外界物体复杂的接触状态进行量化表征,这将有助于研究者开发一种全新的安全人机交互方式。目前,电子皮肤研究领域的主要挑战在于提高其灵敏度、降低厚度、实现电子皮肤的隐形化和功能多样化,本文即综合这几个角度开展一套电子皮肤传感系统的研究工作。在第二章中,使用碳脂作为传感器的电极材料,研制了一款电阻型的超薄拉伸传感器。该传感器的厚度不超过0.5mm,相比已有工作降低了47~90%,且灵敏度极大提升到了8。紧接着,基于该传感器集成了一款具有5通道的电子皮肤传感系统用于识别美国数字手语。同时文中创新地引入了机器学习的方法,用以验证该电子皮肤在手势识别方面的可行性。来自多名受试者的实验数据表明,本文研制的这一款电子皮肤系统在识别美国数字手语0~9时平均精度能够达到98%。在第三章中,针对第二章中设计的电子皮肤未能达到全透明的缺憾,本章引入新材料离子水凝胶作为电极,从而获得了具备优良传感性能的全透明电阻型拉伸传感器。进一步地,本章将多个离子水凝胶传感器与无线传输模块集成,研发出一款包含了10个传感通道的便携式全透明电子皮肤,并成功实现了复杂手语和字符串的识别。在第四章中,为了赋予电子皮肤触觉感知的功能,本章基于离子水凝胶设计制作用于检测指尖压力的电容型传感器。经过一系列实验测试,该电容型压力传感器的优秀线性得到验证。通过将传感器采集的数据利用Matlab进行图像化显示,该压力传感器展现出应用于日常生活的广阔前景。