在機器人技術(shù)領(lǐng)域，觸覺感知能力的提升一直是科研人員關(guān)注的焦點。隨著具身智能技術(shù)的不斷進步，機器人與人類的交互場景愈發(fā)多樣化，這對機器人的觸覺感知提出了更為嚴(yán)苛的要求。然而，現(xiàn)有的觸覺傳感系統(tǒng)在空間分辨率、多維感知以及信號解讀等方面，與人類觸覺相比仍存在較大差距。盡管視觸覺傳感器通過成像技術(shù)實現(xiàn)了亞毫米級分辨率，但在多光譜感知等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，突破觸覺傳感器的分辨率極限、提升多模態(tài)融合能力，并實現(xiàn)多模態(tài)觸覺信號的精準(zhǔn)解讀，成為推動機器人實現(xiàn)“類人觸覺”發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題。

近日，清華大學(xué)深圳國際研究生院丁文伯團隊聯(lián)合國內(nèi)外多家科研單位，成功研發(fā)出一種名為SuperTac的多模態(tài)高分辨率觸覺傳感器，為機器人觸覺感知領(lǐng)域帶來了重要突破。該傳感器從鴿眼的結(jié)構(gòu)與功能中汲取靈感，創(chuàng)新性地將中紅外至紫外波段的多光譜成像與摩擦電信號相結(jié)合，設(shè)計出一種基于導(dǎo)電聚合物、熒光層、反射層和支撐層的多層超薄感知皮膚。這種獨特的設(shè)計使得SuperTac具備出色的性能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的高分辨率，還能進行多模態(tài)高精度測量，涵蓋力、位置、溫度、接近和振動等多個物理量。SuperTac還具備力感知范圍調(diào)整能力，對于不同物理屬性如材質(zhì)、紋理、滑動、碰撞和顏色等信息的感知精度均超過94%，展現(xiàn)出卓越的感知性能。

為了充分挖掘SuperTac的多模態(tài)感知潛力，研究團隊還自主構(gòu)建了一個擁有8.5億參數(shù)的觸覺語言模型DOVE。該模型能夠理解豐富的觸覺信息，為機器人賦予了類人觸覺感知和環(huán)境理解能力。通過DOVE模型，機器人可以更加精準(zhǔn)地感知周圍環(huán)境，并根據(jù)觸覺信息做出相應(yīng)的反應(yīng)，從而提升與人類的交互體驗。

目前，SuperTac已成功集成至機器人靈巧手中，并支持遠(yuǎn)程實時狀態(tài)反饋。這一成果為機器人在制造、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。在制造領(lǐng)域，搭載SuperTac的機器人可以更加精準(zhǔn)地操作和檢測產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；在醫(yī)療領(lǐng)域，機器人可以利用SuperTac進行精細(xì)的手術(shù)操作，減少手術(shù)風(fēng)險；在服務(wù)領(lǐng)域，機器人可以通過SuperTac感知用戶的觸覺需求，提供更加貼心和個性化的服務(wù)。

據(jù)悉，相關(guān)研究成果已以“仿生多模態(tài)觸覺傳感實現(xiàn)類人機器人感知”為題發(fā)表于《自然·傳感器》期刊，為機器人觸覺感知領(lǐng)域的研究提供了新的思路和方向。