Workflow
剑桥Science子刊新作:颠覆传感器堆砌,用一块水凝胶实现172万触觉通道
机器人大讲堂·2025-06-14 12:27

机器人触觉感知技术突破 - 剑桥大学团队利用明胶基水凝胶实现172万个信息通道的触觉感知,仅需32个电极通过电阻抗断层成像技术监测863,040条电流路径 [1][2] - 系统可同时识别6种刺激类型:人体触摸、导电/绝缘物体接触、局部加热、损伤及多点触摸,定位精度达25毫米 [2][3] - 整只机器人手由水凝胶制成,电极集中在手腕,仍能检测指尖触摸,展示复杂3D形状的感知能力 [3][14] 传统技术痛点与创新方案 - 现有多模态机器人皮肤存在制造繁琐、软硬界面易损、信号干扰三大问题,传统方法需嵌入多个小型传感器 [6] - 新方案将水凝胶转化为连续传感场,通过电场变化捕捉外界刺激,损伤/绝缘按压/导电触摸分别产生28mV/2.2mV/-26mV的电压变化 [6][7][8] 数据处理与优化 - 32个电极形成863,040种测量组合,数据驱动方法筛选最优配置,帧率从0.02Hz提升至33kHz [10][17] - 主成分分析生成刺激"指纹图谱",50个最佳配置定位误差收敛至10毫米以下,支持跨模态知识迁移 [12] 3D形态应用与性能 - 空心水凝胶手套制造工艺包含3D打印翻模和导电内嵌,在100小时环境监测中追踪温湿度变化,250次触摸测试平均误差26.3毫米 [14][16] - 使用10个最优配置时定位误差控制在40毫米内,表面积38,000平方毫米覆盖1080个随机触摸点 [18] 行业影响与局限性 - 新范式通过简单材料+智能算法降低制造难度,提升系统鲁棒性,但水凝胶存在温湿度敏感性和机械性能波动问题 [19][20] 相关机器人企业 - 工业机器人:埃斯顿自动化、埃夫特机器人、节卡机器人等 [24] - 人形机器人:优必选科技、宇树、傅利叶智能等 [26] - 核心零部件:绿的谐波、坤维科技、思岚科技等 [28]