近期，中國科學技術大學工程科學學院與香港城市大學的聯合研究團隊在國際期刊《國家科學評論》上發表了一項創新性的研究成果。這項研究提出了一種全新的觸覺感知方法，該方法基于柔性光柵結構色，為觸覺傳感器技術的發展帶來了重要突破。
觸覺傳感器在機器人執行精細操作中扮演著至關重要的角色。然而，現有的視觸覺傳感器主要依賴于幾何光學信息或標記跟蹤技術，導致其觸點力位識別的分辨率和精度受限。為了克服這一挑戰，研究團隊從仿生結構色現象中汲取靈感，開發了一種全新的觸覺感知方法。
該方法利用柔性光柵薄膜在白光照射下形成的結構色圖案作為觸覺表征信息。結合深度學習算法，研究團隊實現了對接觸點的高靈敏度和高分辨率感知。實驗結果表明，該方法在觸點定位的空間分辨率和法向力識別精度方面均優于現有技術，其整體法向力識別精度達到了6 mN，平面分辨率為79 μm，接觸深度分辨率為25 μm。
這項研究的創新之處在于，它充分利用了結構色圖案中的豐富觸覺表征信息，從而實現了觸覺感知技術的顯著提升。該方法還具有卓越的可拓展適用性。研究團隊基于核心組件的模塊化設計，進一步開發了面向多種典型場景應用的傳感器原型。
這些原型包括一款能夠精準檢測低頻振動信號的高靈敏度振動傳感器，一款能夠靈敏感知低頻振動和氣流擾動的仿生觸須傳感器，以及一套具備環向三維接觸感知能力的內窺鏡觸覺傳感系統。這些原型的應用實驗進一步驗證了該觸覺感知方法在機器人感知、環境監測和醫療器械等領域的廣泛應用潛力。
研究團隊還展示了該觸覺感知方法的示意圖，清晰地呈現了其工作原理和應用場景。這一研究成果不僅為觸覺傳感器技術的發展提供了新的思路和方法，也為相關領域的科學研究和技術創新注入了新的活力。
中國科學技術大學的博士生邱宇澤是該論文的第一作者，董二寶副教授和香港城市大學的于欣格副教授擔任通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費等項目的大力支持。這一創新性成果的發表，標志著中國在觸覺傳感器技術領域的研究邁上了新的臺階。
