智（zhì）能机器（qì）人如（rú）何实现（xiàn）类人的高灵巧操作？触觉传（chuán）感（gǎn）器在（zài）当中起到至关重要的作用（yòng）。这就（jiù）好比皮肤之于人，智能机器人的（de）“皮肤”——触觉传感器越灵敏，类（lèi）人操作也就越灵（líng）巧（qiǎo）。

近日，厦大航空（kōng）航天学（xué）院周伟教授团队在柔性触（chù）觉传感器（qì）研究领域（yù）取得重要进展，提出了可以实现超灵敏高频（pín）动态力检测的柔性触觉（jiào）传感器新（xīn）工作模式（shì），突破了传（chuán）统传感器灵敏（mǐn）度的理论（lùn）极限值并得到显（xiǎn）著提升（shēng）。这意味着（zhe），有（yǒu）了（le）该传感器（qì），机器人操作灵（líng）巧度（dù）将有望得到大大提升。

这一（yī）研究成果发表在Nature Communications期刊，厦大航空（kōng）航天学院机电（diàn）工（gōng）程系张金惠（huì）博士后为论文第（dì）一（yī）作者。

突破：超灵敏高频动（dòng）态力检测

让机器（qì）人来帮我们（men）倒水，实（shí）现的（de）可能性大吗（ma）？

接触杯（bēi）子、开（kāi）始（shǐ）倒水、判断接水量（liàng）、接几分满、送到指定位置、放下（xià）杯子。这些（xiē）我们再（zài）平常不过的操（cāo）作，对（duì）智能机器人（rén）而言，能否精准操作绝对是个考验。

成功与否，智能机器人（rén）的“皮肤”，也就是（shì）触觉传感器在当中起（qǐ）了至关（guān）重要的作用（yòng）。当一款适合的（de）柔（róu）性传感器贴附于机器人的手时，机（jī）器（qì）人整个倒水过程就可以（yǐ）精确（què）地被检测到，以此辅助它进行类人的高灵（líng）巧操作。

这样（yàng）的场（chǎng）景，在周伟团队的实验（yàn）室（shì）上演了很多次。

当前（qián），在（zài）智能机器人（rén）动态力检测应用中，常常（cháng）使用（yòng）压电（diàn）式柔性触觉传感器，但传统的压（yā）电式柔（róu）性触觉传感（gǎn）器灵敏度受限于自（zì）身（shēn）灵敏度理论极（jí）限值。也就是说，智能机器（qì）人的“皮（pí）肤”从接受到指令到执行操作的（de）灵（líng）巧度并不（bú）如人（rén）意（yì）。

周伟（wěi）团队的突破在于为智能机器人“皮肤”提出了全新的（de）工作模（mó）式，大（dà）大（dà）提升了智能（néng）机器人“皮肤”的灵敏度。

周伟说，研究工作受节肢动物结构（gòu）组成（chéng）的启发，提出的（de）这种仿生型“刚柔（róu）并济”柔性触觉传感器，不仅（jǐn）可以提升（shēng）柔性材料的力传递效率，而且（qiě）颠覆了传统压电式柔性触觉传感器的工作模（mó）式，使传（chuán）感器灵敏度得到显著提升且可达到理论（lùn）极限值（zhí）的17倍，并具有5600 Hz宽带宽、0.0094.3 N线性检测范围（wéi）和实时力方向识别的优异性能（néng）。

也就（jiù）是说，有（yǒu）了该传感器，智能机器人（rén）的操作会（huì）更灵巧，也会更灵（líng）敏（mǐn）地感知外界作用（yòng）力（lì）的大小和方向。

团队介绍，该研究成果为压电式（shì）触觉传感（gǎn）器进一步深入研究（jiū）提（tí）供了新方法（fǎ）和新思路，尤（yóu）其是对智能（néng）机（jī）器（qì）人建立类（lèi）人的触觉感知系统具有重要的理论（lùn）研究价值和意义。

过程：完美融合的“刚柔（róu）并济”

这款完（wán）美融合的“刚柔并济”的类人感知“皮（pí）肤”怎么来（lái）的（de）呢？研究之初，周（zhōu）伟（wěi）团队就一（yī）直在思考这个课（kè）题并付诸实践。

柔（róu）性的基体加（jiā）上刚性的微结构——这种类节肢动物的刚（gāng）柔并济（jì）结构能否实（shí）现？两年时间里，一次（cì）又一次叠加（jiā）的失败（bài）经历，该团（tuán）队一直在努力（lì）尝（cháng）试——毕（bì）竟并不是任意的刚（gāng）柔并济就（jiù）可以组成想要的结构。

△张金惠进行刚（gāng）柔并济柔性触觉传（chuán）感器制备实验（yàn）

环（huán）氧树脂（zhī）、石蜡、聚二甲（jiǎ）基硅氧烷、硅胶……这（zhè）两年（nián），张金惠似乎化身为“材料专家”，以及“排列组合专家”。“我们的方向和（hé）目标是明确且正确的，只（zhī）是没有找到最佳的（de）方案。” 张金惠说，“当（dāng）然，科（kē）研就是一个不停试错的（de）过程，持之以恒、坚持不懈是最有（yǒu）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（yàn），最终摸（mō）索（suǒ）出完美融合的“刚柔（róu）并济”结构。厦大航院实（shí）验室里的“机械臂”就是在这样的探索下成功实现了对动（dòng）态力（lì）的超灵（líng）敏感知及灵巧操作。

“未来，该触觉传感（gǎn）器不仅适用于（yú）智能机器人，也有望在医疗、汽车（chē）、可穿戴设备等领域进行（háng）运用。”周伟（wěi）说（shuō）。