智能机器人如（rú）何实现类人的高灵巧操作（zuò）？触觉传感（gǎn）器在当中起到至（zhì）关重要的（de）作用（yòng）。这就好比皮肤之于人，智能机器（qì）人的“皮肤（fū）”——触觉传感器（qì）越（yuè）灵（líng）敏（mǐn），类人操作也就越（yuè）灵巧。

近日（rì），厦大航空航天学院周伟（wěi）教（jiāo）授团队在（zài）柔性触觉传感器研（yán）究（jiū）领域取得重要进展（zhǎn），提出了可以实现超灵（líng）敏高频（pín）动态力检（jiǎn）测（cè）的（de）柔性（xìng）触觉传感器新工作模式，突破了传统传感（gǎn）器灵敏度的理论（lùn）极（jí）限值（zhí）并得到显著提升。这意味着（zhe），有了该传感器，机（jī）器人操（cāo）作灵巧度将有望得（dé）到大大（dà）提升。

这一研究（jiū）成果（guǒ）发表在Nature Communications期刊，厦大航空航天学院机电工程系张金惠博（bó）士后（hòu）为（wéi）论文第一（yī）作者（zhě）。

突破：超灵敏高频动态（tài）力检测

让机器（qì）人来帮我们倒（dǎo）水，实现的可能性大（dà）吗？

接触杯子、开始倒（dǎo）水、判断接水量、接几分（fèn）满、送到指定位置、放下（xià）杯子。这些我们再平常不过的操作，对智能机器人而言，能（néng）否（fǒu）精准操作（zuò）绝对是个考验。

成（chéng）功与否，智（zhì）能机器（qì）人的“皮肤”，也就是触觉传感器（qì）在当中起（qǐ）了至关重要的作用。当一（yī）款适合的柔性传感器贴附于机器人（rén）的手（shǒu）时，机器人整个倒水过（guò）程就（jiù）可（kě）以精确地（dì）被（bèi）检测到，以此辅助它进行类（lèi）人（rén）的高灵巧操（cāo）作。

这样的场景，在周伟团队的（de）实验室上演（yǎn）了很（hěn）多次。

当前，在智能机器人动态力检（jiǎn）测（cè）应用（yòng）中，常（cháng）常使用压电式柔性（xìng）触觉传感器，但传统的压电式柔性触觉传感器灵敏（mǐn）度受限于（yú）自（zì）身灵敏度理论极（jí）限值。也就是（shì）说，智能机器人的“皮肤”从接受（shòu）到指（zhǐ）令到执行操作的灵巧（qiǎo）度并（bìng）不如（rú）人（rén）意。

周伟团队的突破在于（yú）为智能（néng）机器（qì）人“皮肤”提（tí）出了全新的工作模（mó）式，大大提升了智能机（jī）器人“皮肤”的灵敏度。

周（zhōu）伟说，研究工作受（shòu）节肢动（dòng）物结构组成的启发，提出的这种仿（fǎng）生型“刚柔并济”柔性触觉传感器，不仅可（kě）以提升（shēng）柔性（xìng）材料的力（lì）传递效率，而且颠覆了传统压电式柔性触觉传感器（qì）的工作模式（shì），使传感器灵（líng）敏（mǐn）度得到显著提升且可达到理论极限值的17倍，并具（jù）有（yǒu）5600 Hz宽（kuān）带宽、0.0094.3 N线性检测（cè）范围和实时（shí）力方向识别的优异性能。

也就（jiù）是说，有了该传感器，智能机器（qì）人的操（cāo）作会更灵巧，也会更灵敏地感知外界作用力的大（dà）小和方向。

团（tuán）队介（jiè）绍（shào），该研（yán）究成（chéng）果为（wéi）压电式触（chù）觉传感（gǎn）器进一步深入研究提供了新方法（fǎ）和新思路，尤其（qí）是对智能机器（qì）人（rén）建立类人的触觉感知系统（tǒng）具有重要的（de）理论（lùn）研究（jiū）价（jià）值和意义。

过程：完美融合的“刚柔并济”

这款完美融（róng）合的“刚柔（róu）并济”的类人感知“皮肤”怎么来的呢？研（yán）究之初，周伟团队就一直在思考这个课题并付诸实（shí）践。

柔（róu）性的基（jī）体加上刚性的微结构——这种类节肢动物的刚柔并济结构（gòu）能否实（shí）现？两年时间里，一次又一次叠加的失败经历，该团队一直在努（nǔ）力（lì）尝试——毕竟并（bìng）不是任意的刚柔并济就可以组成想要（yào）的结（jié）构。

△张（zhāng）金惠进（jìn）行刚柔（róu）并（bìng）济柔性（xìng）触觉传感器制备实（shí）验（yàn）

环氧树脂、石蜡、聚二甲基硅氧烷（wán）、硅胶……这（zhè）两年，张金惠似（sì）乎（hū）化身为“材（cái）料（liào）专（zhuān）家”，以及“排列组合（hé）专家”。“我们的方向和目标（biāo）是明确且正确（què）的（de），只是没有找到最佳的方案（àn）。” 张金（jīn）惠说，“当然，科研就是一个不（bú）停试错（cuò）的过程，持之以恒（héng）、坚（jiān）持（chí）不懈（xiè）是最有效的，也是（shì）最有用的解决问题的办法。”

成百上（shàng）千次的实验，最终（zhōng）摸索出完美融合的“刚柔并济”结构。厦大航院实验室里（lǐ）的“机（jī）械（xiè）臂”就是在这样的探索（suǒ）下（xià）成功实现了（le）对（duì）动态力的超灵敏感（gǎn）知及灵巧操作。

“未来，该触觉传感器不仅适用于智能机（jī）器人，也（yě）有望在（zài）医疗、汽（qì）车、可（kě）穿（chuān）戴设备（bèi）等领域进行运用。”周伟说。