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在5G技术引领的万物互联的人工智能时代,传感器、大数据、机器学习和智能机器人相互联系在一起,形成互为支撑、相互促进的系统,不断地推动着科技的进步。在这一系统中,绝大多数的人工智能动作和应用场景是依靠传感器来实现的。传感器作为人工智能技术发展的硬件基础,已经成为人工智能的必备条件。作为传感器中的重要组成部分,柔性传感器在可穿戴设备、柔性电子皮肤、疾病诊断、智能机器人等领域发挥着重要作用。其中,柔性电极、柔性压力传感器和柔性应变传感器在人体生理信号的捕捉中受到了最广泛的关注和研究。然而,这些柔性器件在测试、设计和制造过程中仍然面临着诸多问题:（1）测试设备方面,尚无成熟可商用的柔性电子器件专用测试设备,如实现柔性器件单向、周向拉伸,弯曲,扭转的测试设备,实现传感器阵列式测量的设备等;（2）材料方面,需要提高敏感材料与柔性基底的结合力,如此才能保证柔性器件在长期使用过程不会因为材料剥离而出现信号不稳定;（3）器件方面,合理的结构设计对于器件获得大的测量范围、高的压力/应变极限和高的灵敏度等是至关重要的。基于上述对测试设备、材料和器件结构的需求,本文的研究内容如下:首先,设计开发了柔性器件单轴拉伸、压缩、扭转测试平台,拉伸、压缩最小行程0.01 mm,最大行程400 mm,重复定位精度±0.01 mm/m。扭转最小行程0.01 rad,最大行程无穷大,重复定位精度±0.05 rad/r;设计开发了周向拉伸测试平台,周向拉伸最小行程0.01 mm,最大行程200 mm,重复定位精度±0.01 mm/m;设计开发了高通量电阻测试平台,实现24路单端信号采集,采样频率50 Hz。其次,提出了基于多巴胺和功能化硅烷交联增强的化学镀（Electroless Deposition,ELD）工艺,制备了金属银与柔性基底强力结合（3.1 MPa）的柔性电极。在该交联增强的ELD工艺中,柔性基底、多巴胺、功能化硅烷、金属逐层键连,确保导电金属膜牢固地结合在柔性基底上。由于多巴胺中邻苯二酚基团的吸附作用适用于众多基底,功能化硅烷中氨基可与众多金属离子发生络合反应,所以该工艺通用性强,能在不同的基底上制备不同的金属膜。制作完成的交联增强的ELD-Ag柔性电极,能稳定地捕捉表面肌电信号,信号信噪比高（26.3）、误差棒小（±1.8）。再次,提出了一种分级压峰结构用于制作压力测试范围广（0.04600 kPa）、灵敏度高(11.60 kPa-11608.75 kPa-1)的柔性压力传感器,探究了压峰结构中的压峰效应。以表面具有规则金字塔凸起的金属板为模板,通过两步软模板印刷工艺制作表面具有微金字塔结构的聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）薄膜。通过静电纺丝工艺,在平板电极上制备孔径可调的聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinyl Pyrrolidone,PVP）纳米线网。传感器压缩接触过程中,PVP纳米线网平板电极与微金字塔之间的接触面积变化形成第一级压峰结构,PVP纳米线网孔内敏感材料与电极之间的接触面积变化形成第二级压峰结构。这种分级压峰结构能有效地减缓压缩变形过程中电阻的下降速率,从而在保证灵敏度的同时提高压力测试范围。在压峰结构压峰效应中,接触面积变化是压阻式柔性压力传感器电阻变化的主要原因,压缩接触过程中山峰数越少敏感材料越薄电阻下降速率越慢,可检测的压力范围越广。制作完成的交联增强ELD-Ag分级压峰结构柔性压力传感器,能稳定快速地捕捉压力变化,可应用于人体生理压力的检测和达芬奇手术机器人夹具夹持力的检测。最后,提出了一种微孔结构用于制作应变测试范围广（60%单轴拉伸极限）的柔性应变传感器,探究了微孔结构中的电流桥效应。该方法以荷叶为模板,通过一步软模板印刷工艺制作表面具有微孔结构的PDMS薄膜。这种微孔结构能在拉伸应变过程中改变导电层的应变分布,使导电层形成以微孔为节点的网状裂纹。在整个导电通路中,微孔作为电流桥保证电流在拉伸应变下稳定变化,从而能作为应变传感器使用。在微孔结构电流桥效应中,微孔越深,微孔间距越小,对应变范围的提升效果越好。微孔深度大于微孔直径,微孔间距为零后提升效果不再显著。制作完成的交联增强ELD-Ag微孔结构柔性应变传感器,能稳定快速地捕捉应变变化,如手指弯曲。