智能机器人如何实现类人的高灵巧操作？触觉传（chuán）感（gǎn）器在当（dāng）中起（qǐ）到至关重要的作用。这就好比皮肤之于人，智（zhì）能机器人（rén）的“皮肤”——触觉（jiào）传感（gǎn）器越（yuè）灵敏（mǐn），类人操作也就越灵巧。

近日，厦大航空航（háng）天学院周伟（wěi）教授（shòu）团队在柔性（xìng）触（chù）觉传感器研究领（lǐng）域（yù）取得重（chóng）要进展，提出了可以实现超（chāo）灵敏高频动态力检（jiǎn）测的柔性触觉传感器（qì）新工（gōng）作模式，突（tū）破了传统传感器灵敏（mǐn）度（dù）的理论极限值并得到（dào）显著提升（shēng）。这意味着，有了该（gāi）传感器（qì），机器人操作灵巧度将有望得（dé）到大大提升（shēng）。

这一研究成果发表在Nature Communications期刊，厦大（dà）航空航天学院机电（diàn）工程（chéng）系（xì）张金（jīn）惠博（bó）士后为论文（wén）第一（yī）作者。

突破：超灵（líng）敏高频动态（tài）力检测

让机器人来帮我们倒水，实（shí）现（xiàn）的可能性大（dà）吗？

接触杯子、开始倒水、判断接水量、接几分满、送到指定位置、放（fàng）下杯子（zǐ）。这些我们再平常（cháng）不过的操作，对智能（néng）机器人而言，能否精（jīng）准操作绝对是（shì）个考验（yàn）。

成功与否（fǒu），智能机器人的“皮肤”，也就是触觉（jiào）传感器在当中起了至关重要（yào）的作用。当一款适合的柔性传感器贴附于机器人的手时（shí），机器人整个倒水过程就可以精确地被检（jiǎn）测到，以（yǐ）此（cǐ）辅助它进行类人的高灵巧操作（zuò）。

这样的场景，在（zài）周伟团队的实验室上演了很（hěn）多（duō）次。

当前，在智（zhì）能（néng）机器（qì）人动（dòng）态（tài）力检测（cè）应用中，常常使用压（yā）电（diàn）式柔性触觉传（chuán）感器，但传统的压（yā）电式柔性触觉传感器（qì）灵（líng）敏度受限于自身灵（líng）敏度理论极限值。也（yě）就（jiù）是说，智（zhì）能机器人的“皮肤（fū）”从接受到（dào）指令到执行（háng）操（cāo）作的灵巧度并不如人（rén）意。

周伟团队的突破在于为（wéi）智能机（jī）器（qì）人“皮肤”提（tí）出了全新的工作模式，大大提升了智（zhì）能机器人（rén）“皮肤”的灵敏度。

周伟说，研究工（gōng）作受节肢（zhī）动物结构组成的启发，提出的（de）这种（zhǒng）仿生型“刚（gāng）柔（róu）并济”柔（róu）性触（chù）觉传感器，不仅可以提升柔性材料（liào）的力传递（dì）效率，而（ér）且颠覆了传统（tǒng）压电式柔性（xìng）触觉传感器的工（gōng）作模式，使（shǐ）传感器灵（líng）敏度得（dé）到显著提升且可达到理论极限值的17倍，并具有5600 Hz宽（kuān）带宽、0.0094.3 N线性检测范围和实时力（lì）方向识别的（de）优异（yì）性能。

也（yě）就是说，有了该（gāi）传感器（qì），智（zhì）能机器（qì）人的操作会更灵巧，也（yě）会更（gèng）灵（líng）敏地感知（zhī）外界作用力的大（dà）小和（hé）方向。

团队介绍（shào），该研究成果为（wéi）压（yā）电式触觉传感器（qì）进一步深入研究提供了新方（fāng）法和新思路，尤（yóu）其是对智能机器（qì）人建（jiàn）立（lì）类（lèi）人的触觉感知系统具有重要的理论研究（jiū）价（jià）值和意义。

过（guò）程：完美融合（hé）的“刚柔并济”

这款完美融（róng）合的（de）“刚柔并济”的类人感知“皮肤”怎么来（lái）的（de）呢？研究之初，周（zhōu）伟团队（duì）就一直在思考这个课题并付诸实践。

柔性的基体加上刚性的微结构——这种类节（jiē）肢（zhī）动物的刚柔并济结（jié）构能（néng）否实现？两年时间里，一次又一次叠加的失败经（jīng）历（lì），该（gāi）团队（duì）一直在努力尝试——毕竟并不是任（rèn）意的刚（gāng）柔并（bìng）济就可以（yǐ）组成想要的结构。

△张（zhāng）金惠进（jìn）行刚（gāng）柔并济柔性（xìng）触觉传感器制备实验

环氧（yǎng）树脂、石蜡（là）、聚二甲基硅氧烷（wán）、硅胶……这两年，张金惠（huì）似乎化（huà）身为（wéi）“材（cái）料专（zhuān）家”，以及（jí）“排列组合专家”。“我们的方向和目标是（shì）明确且正（zhèng）确的，只（zhī）是没有找到最佳的方（fāng）案。” 张金惠说，“当然，科研就是一（yī）个（gè）不停试错的过程，持之以恒（héng）、坚持（chí）不懈是最有效（xiào）的，也是最有用的解决问题的办法。”

成百上千次的实（shí）验，最终（zhōng）摸（mō）索（suǒ）出完美融（róng）合（hé）的“刚柔并（bìng）济”结（jié）构。厦大（dà）航院实验室里的“机械臂（bì）”就是（shì）在这样的探索下成功实现了对动态力的超（chāo）灵（líng）敏感知及灵巧操作（zuò）。

“未来，该触觉传感器（qì）不仅适用于智能机（jī）器人，也有望在医疗、汽车、可（kě）穿戴设备等领域进行（háng）运（yùn）用。”周伟（wěi）说。