機(jī)器人的發(fā)展日新月異，廣州團(tuán)隊(duì)研制出機(jī)器人“觸覺皮膚”！廣州團(tuán)隊(duì)研制的亞毫米級(jí)雙模態(tài)觸覺傳感器陣列，是機(jī)器人觸覺技術(shù)發(fā)展的重要里程碑，它不僅讓機(jī)器人擁有了接近人類的“指尖觸覺”，更開啟了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的無限可能。

日前，港科大（廣州）訾云龍教授團(tuán)隊(duì)在國際頂尖期刊《先進(jìn)材料》（《AdvancedMaterials》）上發(fā)表了最新研究成果，成功研制出全球首個(gè)亞毫米級(jí)分辨率的雙模態(tài)觸覺傳感器陣列。據(jù)悉，該前沿技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)物體表面軟硬度分布的精細(xì)觸覺感知，這能夠使得機(jī)器人獲得了接近人類指尖皮膚的感知與辨析能力。

據(jù)悉，早在2024年，訾云龍團(tuán)隊(duì)就成功研制了第一代雙模態(tài)觸覺傳感器陣列，并在期刊《科學(xué)進(jìn)展》（《ScienceAdvances》）上發(fā)表相關(guān)成果。當(dāng)時(shí)，該傳感器陣列的材料種類識(shí)別率達(dá)99.4%、材料軟硬度識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)100%。陣列中單個(gè)觸感器的直徑達(dá)5毫米級(jí)。但是我們的指紋間距大約在1毫米以內(nèi)；那要使得機(jī)器人的手指擁有人類識(shí)別軟硬的功能，傳感器的直徑必須降低到亞毫米級(jí)?，F(xiàn)在經(jīng)過一年多的不斷努力；多學(xué)科協(xié)同，訾云龍團(tuán)隊(duì)終于將傳感器直徑從5毫米降低至0.35毫米。

訾云龍教授團(tuán)隊(duì)未來還將升級(jí)觸感器陣列的功能，比如對(duì)物體表面粗糙度、溫度、滑動(dòng)等的感知功能。研究方向?qū)⒗^續(xù)向感知滑動(dòng)、三維力等更復(fù)雜的觸覺維度深化，并積極尋求與產(chǎn)業(yè)界的合作契機(jī)，推動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)化。

要知道人類的人類指尖每平方厘米分布著約240個(gè)觸覺感受器，能同時(shí)捕捉壓力、紋理、軟硬等多維信息，而傳統(tǒng)觸覺傳感器要么只能單一檢測(cè)壓力，無法感知物體軟硬度、紋理等多維信息；要么多模態(tài)傳感器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致尺寸偏大、精度受限，信號(hào)串?dāng)_問題更是阻礙了信息的精準(zhǔn)解碼。訾云龍教授團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成功首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)物體表面軟硬度分布的精細(xì)觸覺感知，使機(jī)器人獲得了接近人類指尖皮膚的感知與辨析能力。

延伸閱讀：觸覺技術(shù)開啟機(jī)器人應(yīng)用的無限可能

（一）工業(yè)制造：精準(zhǔn)分揀與品質(zhì)檢測(cè)

在工業(yè)制造領(lǐng)域，機(jī)器人觸覺技術(shù)可廣泛應(yīng)用于高精度裝配、產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)與物料分揀等場(chǎng)景。例如，在汽車制造中，機(jī)器人可通過觸覺感知精準(zhǔn)安裝精密零部件，避免因力度不當(dāng)導(dǎo)致的零件損壞；在食品加工行業(yè)，機(jī)器人能準(zhǔn)確判斷水果、糕點(diǎn)等食品的成熟度與軟硬度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分揀與品質(zhì)分級(jí)，大幅提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。此外，在3C電子制造中，機(jī)器人可通過觸覺感知識(shí)別微小零件的紋理與硬度，完成高精度的組裝任務(wù)，降低人工操作的誤差率。

（二）智能家居與服務(wù)：人性化交互體驗(yàn)

隨著人口老齡化加劇與智能家居需求增長，服務(wù)機(jī)器人將逐步走進(jìn)家庭。具備“觸覺皮膚”的服務(wù)機(jī)器人，能像人類一樣感知物體重量與軟硬度，在照顧老人、兒童時(shí)可精準(zhǔn)控制力度，避免造成意外傷害。例如，機(jī)器人在為老人端茶送水時(shí)，能感知水杯的重量與溫度，確保平穩(wěn)遞送；在陪伴兒童玩耍時(shí)，可根據(jù)兒童的觸摸力度調(diào)整互動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)更人性化的情感交互。此外，在智能家居清潔場(chǎng)景中，機(jī)器人可通過觸覺感知識(shí)別不同地面材質(zhì)的硬度與粗糙度，調(diào)整清潔力度與模式，提升清潔效果。

（三）醫(yī)療健康：精準(zhǔn)診療與康復(fù)輔助

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，機(jī)器人觸覺技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。將觸覺傳感器集成于內(nèi)窺鏡等醫(yī)療器械，可通過感知人體組織硬度差異，為腫瘤等疾病的早期診斷提供觸覺線索，輔助醫(yī)生更精準(zhǔn)地判斷病變位置與性質(zhì)。在康復(fù)醫(yī)療中，具備觸覺感知的康復(fù)機(jī)器人可根據(jù)患者肢體的肌張力與柔軟度，實(shí)時(shí)調(diào)整康復(fù)訓(xùn)練力度與模式，提升康復(fù)治療效果。此外，在假肢領(lǐng)域，觸覺技術(shù)可幫助截肢患者恢復(fù)觸覺感知，提升假肢的適配性與使用體驗(yàn)，讓患者更自然地操控假肢完成日常動(dòng)作。

（四）防偽溯源：物理指紋的精準(zhǔn)識(shí)別

高安全性產(chǎn)品的溯源與防偽一直是行業(yè)難題，傳統(tǒng)的視覺識(shí)別技術(shù)易被偽造，而觸覺技術(shù)為這一問題提供了全新解決方案。通過在產(chǎn)品表面制作獨(dú)特的“物理指紋”（如特定的軟硬度分布紋理），機(jī)器人可通過觸覺傳感器精準(zhǔn)識(shí)別這些特征，實(shí)現(xiàn)極難仿造的真?zhèn)悟?yàn)證。例如，在奢侈品、藥品等領(lǐng)域，利用觸覺技術(shù)進(jìn)行防偽溯源，能有效打擊假冒偽劣產(chǎn)品，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益與品牌價(jià)值。