想象一下，未來的機器人不僅能靈活抓取物體，還能像人類一樣感知絲綢的順滑、砂紙的粗糙，甚至區(qū)分不同面料的細(xì)微紋理。這一切的關(guān)鍵在于“觸覺”。近日，南京工業(yè)大學(xué)黃維院士、孫庚志教授，安徽工程大學(xué)鄭賢宏博士，聯(lián)合南開大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、金陵科技學(xué)院等單位眾多合作者，在《Advanced Materials》發(fā)表重磅研究成果，研發(fā)出一種仿生紡織觸覺傳感器及系統(tǒng)，首次在單一器件中實現(xiàn)靜態(tài)力與動態(tài)振動的高精度同步感知，讓機器人觸覺邁入新紀(jì)元。 圖1.仿生觸覺感知系統(tǒng)的設(shè)計理念 研究亮點：三維蜂窩織物，破解觸覺難題 傳統(tǒng)觸覺傳感器需多層電路分別模擬“靜態(tài)壓力”和“動態(tài)振動”感知，導(dǎo)致設(shè)備笨重、信號易干擾。而這項研究創(chuàng)新設(shè)計三維蜂窩狀紡織結(jié)構(gòu)，靈感源自人類指尖的機械感受器： 高靈敏度：靜態(tài)壓力靈敏度達(dá)2486.9 kPa?1，響應(yīng)速度10毫秒，比人類皮膚（30-50毫秒）更快！ 雙模感知：單器件同步捕捉靜態(tài)力和高頻振動，精準(zhǔn)還原觸覺細(xì)節(jié)。 超強耐用：2.4萬次壓力循環(huán)測試后性能無衰減，輕松應(yīng)對高強度使用場景。 技術(shù)突破：AI賦能，秒速識別紋理 團隊將傳感器與機器學(xué)習(xí)算法結(jié)合，打造全自動紋理識別系統(tǒng)： 精準(zhǔn)分類：對21種面料的識別精度超98.9%，最高達(dá)100%。 極速響應(yīng)：支持50-300毫米/秒的掃描速度，遠(yuǎn)超同類技術(shù)。 自適應(yīng)場景：即使在曲面、海綿等復(fù)雜表面，識別精度仍保持95%以上，展現(xiàn)強大魯棒性。 ? 圖2. 基于觸覺傳感器和機器學(xué)習(xí)進(jìn)行表面紋理感知 應(yīng)用前景：從假肢到工業(yè)機器人 智能假肢：賦予截肢者真實的觸覺反饋，抓握物體時感知力度與材質(zhì)，提升生活品質(zhì)。 人形機器人：助力家庭服務(wù)、醫(yī)療護理機器人更安全地操作易碎物品，如區(qū)分玻璃杯與塑料杯。 工業(yè)質(zhì)檢：快速檢測紡織品瑕疵，或用于汽車制造中精密零件的表面質(zhì)量評估。 虛擬現(xiàn)實：結(jié)合觸覺手套，讓VR交互更具沉浸感，“觸摸”虛擬世界不再是夢。 圖3.實時表面紋理識別系統(tǒng)的設(shè)計與驗證 ? ? 審核編輯 黃宇