智（zhì）能机器人如何实现类人的高灵巧操作？触觉传（chuán）感器在当中（zhōng）起到至关重（chóng）要的作用。这就好比皮肤（fū）之于人，智能机器人的“皮肤”——触觉传感器（qì）越灵敏，类人操（cāo）作也就越灵巧。

近日，厦（xià）大航空航天学院周伟（wěi）教授团队在柔性（xìng）触觉（jiào）传感器研究领域（yù）取（qǔ）得重要进展，提出了可以实现超灵敏高频动态力检测的（de）柔性触觉传感器新工（gōng）作模式（shì），突破了传（chuán）统传感器（qì）灵敏度的理论极限（xiàn）值并得到显著提（tí）升。这意味着（zhe），有了该传感器，机器人操作灵巧度将有（yǒu）望（wàng）得到大（dà）大提升。

这一研究成果发表在Nature Communications期刊，厦大航空（kōng）航天学院机电工（gōng）程系（xì）张金（jīn）惠博（bó）士后为论文第（dì）一（yī）作者。

突破：超灵敏高频动态力检（jiǎn）测

让机器人来帮（bāng）我们倒水，实现的可能性大（dà）吗？

接（jiē）触杯子、开始（shǐ）倒水、判断接水量、接几分满、送到指定位置、放下杯子。这些我们（men）再（zài）平常不（bú）过的操作，对智能机器人（rén）而言，能否精准操（cāo）作绝对是个考（kǎo）验。

成功与否，智能机器人的（de）“皮肤”，也就是触觉（jiào）传感器（qì）在当中（zhōng）起了至关重要的作用。当一款适合的柔性传感器贴附于机（jī）器人的手时，机器人整个倒水过（guò）程就可以精确地被（bèi）检测到（dào），以此辅助（zhù）它进行类人的（de）高灵巧操（cāo）作（zuò）。

这样（yàng）的场景，在（zài）周伟团队的实验（yàn）室上演了很多（duō）次。

当前，在智能机器人（rén）动（dòng）态力检测应用中，常常（cháng）使（shǐ）用压电式柔（róu）性（xìng）触觉传感器，但传（chuán）统（tǒng）的压电式柔性触觉传感器灵敏度（dù）受限于自身灵（líng）敏度理论极限值（zhí）。也就是说，智能机器人（rén）的“皮肤”从接受到指令到（dào）执行操作的灵巧（qiǎo）度并不如人意。

周（zhōu）伟团队的突破在于为智能机器人（rén）“皮（pí）肤”提出了全新（xīn）的工作模式，大大（dà）提升了智能机器人“皮（pí）肤”的灵敏度。

周伟（wěi）说（shuō），研究工作受节肢动物结构组成的启发，提（tí）出的（de）这种仿生（shēng）型“刚柔（róu）并（bìng）济”柔性（xìng）触觉传感器，不仅可以提（tí）升柔性材料的力传递效率，而且颠（diān）覆了传（chuán）统（tǒng）压（yā）电（diàn）式柔（róu）性触觉传感器的工（gōng）作模式，使（shǐ）传（chuán）感器灵（líng）敏度得到（dào）显著提升且（qiě）可达到理论极限值的17倍，并具（jù）有5600 Hz宽带宽、0.0094.3 N线性（xìng）检测范围（wéi）和（hé）实时力方向识别的优异性能。

也（yě）就是说，有了该（gāi）传（chuán）感器，智能机器人（rén）的操（cāo）作会更灵巧（qiǎo），也会更（gèng）灵（líng）敏地感知外界（jiè）作用（yòng）力的大小和方向。

团队介绍，该研究成果为压电式触觉（jiào）传感器（qì）进一步深入研究提（tí）供了新方法和新思路，尤其（qí）是（shì）对（duì）智能机器人建立类人的触觉感知（zhī）系统具有重要（yào）的理论研（yán）究价（jià）值和意义。

过程：完美融合的“刚柔并（bìng）济”

这款完（wán）美（měi）融合的“刚柔（róu）并济”的类人感知“皮（pí）肤”怎么来的呢（ne）？研（yán）究之初，周（zhōu）伟团队就一直在思考这个课题并（bìng）付诸实践（jiàn）。

柔性的基体加上刚性的微结构——这种类（lèi）节肢动物的刚柔并济结（jié）构能否实现？两年时间里，一次又（yòu）一次叠加的（de）失败经历，该（gāi）团队一直在（zài）努力尝试——毕竟并不是任意的刚柔并济（jì）就可以组成想要的结构。

△张金惠进行刚柔并济柔性触觉传感器制备实验

环氧树脂（zhī）、石（shí）蜡、聚二甲基硅（guī）氧烷、硅胶……这（zhè）两年，张金惠似乎（hū）化身为“材料专家”，以及“排（pái）列组合专家”。“我们的方向和（hé）目标是明确且正确（què）的，只是（shì）没有（yǒu）找到最佳的方（fāng）案（àn）。” 张金惠说（shuō），“当然，科研就是一（yī）个不停试错的过程（chéng），持之以（yǐ）恒、坚持不懈是最有效（xiào）的，也是最（zuì）有（yǒu）用的解决问题的办法。”

成百上千次的实（shí）验，最（zuì）终（zhōng）摸索出完美融合的“刚柔并（bìng）济”结构。厦（xià）大航院实验室里的“机械臂”就是在这样（yàng）的（de）探索下成（chéng）功实现了（le）对动（dòng）态力的超灵敏感知及灵巧操（cāo）作。

“未来，该（gāi）触觉（jiào）传感器不（bú）仅适（shì）用于智能机器人，也有望在医疗、汽（qì）车、可穿（chuān）戴设（shè）备等（děng）领域（yù）进（jìn）行运用。”周伟说（shuō）。