據麥姆斯咨詢報道，近日，中國科學院空天信息創新研究院陳嘉民研究團隊開發了一種柔性磁敏觸覺傳感器，這種傳感器模仿了人類皮膚毛發的結構，能夠精確地感知接觸力，在機器人物體識別和滑動檢測方面表現出色，開啟了智能機器人感知世界的新篇章。

圖1 人類皮膚上的毛發、傳感器的結構圖和傳感器在機器人機械手上的應用 這款傳感器的設計獨特，由上至下分別是仿生磁性纖毛陣列、柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜，以及底層集成磁傳感器陣列的柔性電路板（FPC）。當有外力觸碰磁性纖毛，纖毛周圍的磁場會發生變化，通過高靈敏的磁傳感器，就能計算出力的大小和方向。其超高的0.2 mN分辨率，穩定的0至19.5 mN工作范圍以及毫秒級的響應時間，讓這款傳感器不僅能測量靜態力，還能精準捕捉動態變化。

圖2 傳感器的制作工藝、不同磁粉含量的纖毛性能表征和傳感器電路設計

圖3 傳感器的各項性能測試結果

當這種傳感器被集成到機器人的機械手中，就像給機器人增加了“觸覺”。它們能通過機器學習算法識別抓取的物體類型，實驗結果顯示，其在物體識別方面的準確率高達97%，能夠區分物體的形狀和內部結構，甚至是否具有磁性。這使得機器人在執行更復雜的任務時，能擁有更加細膩和全面的觸感反饋。

圖4 傳感器在機器人機械手上的滑動檢測和物體識別應用

這項成果不僅是仿生學與磁傳感技術的巧妙結合，更是智能機器人領域的新探索。它將極大地提升機器人在醫療援助、工業生產、家庭服務等多個場景中的適應性和智能化水平。 相關成果以“Magnetic Tactile Sensor with Bionic Hair Array for Sliding Sensing and Object Recognition”為題發表在國際知名期刊《Advanced Science》上，中國科學院空天信息創新研究院博士研究生滿建東為論文第一作者，中國科學院空天信息創新研究院研究員陳嘉民為論文通訊作者。該項工作得到了國家重點研發計劃、國家自然基金、北京市自然科學基金會等項目的大力支持。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/advs.202306832





審核編輯：劉清