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)分不同面料的細微紋理。這一切的關鍵在于“觸覺”。近日，南京工業(yè)大學黃維院士、孫庚志教授，安徽工程大學鄭賢宏博士，聯合南開大學、復旦大學、金陵科技學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元。 圖1.仿生觸覺感知系統(tǒng)的設計理念 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，導致設備笨重、信號易干擾。而這項研究創(chuàng)新設計三維蜂窩狀紡織結構，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2486.9 kPa?1，響應速度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，精準還原觸覺細節(jié)。 超強耐用：2.4萬次壓力循環(huán)測試后性能無衰減，輕松應對高強度使用場景。 技術突破：AI賦能，秒速識別紋理 團隊將傳感器與機器學習算法結合，打造全自動紋理識別系統(tǒng)： 精準分類：對21種面料的識別精度超98.9%，最高達100%。 極速響應：支持50-300毫米/秒的掃描速度，遠超同類技術。 自適應場景：即使在曲面、海綿等復雜表面，識別精度仍保持95%以上，展現強大魯棒性。 ? 圖2. 基于觸覺傳感器和機器學習進行表面紋理感知 應用前景：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，提升生活品質。 人形機器人：助力家庭服務、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量評估。 虛擬現實：結合觸覺手套，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)的設計與驗證 ? ? 審核編輯 黃宇