文章核心观点 - 香港科技大学（广州）訾云龙团队成功研制出亚毫米级分辨率的双模态触觉传感器阵列 该技术首次实现了对物体表面软硬度分布的精细触觉感知 让机器人系统获得了接近人类指尖皮肤的感知与辨析能力[1] 技术突破与原理 - 团队从昆虫触觉感受器（钟型感受器）的结构中获得灵感 提出了基于摩擦电效应的双模态智能触觉传感器 其设计为半球顶结构[2] - 该传感器在自供能条件下 能够同时实现材料种类识别、材料柔软度识别以及量化弹性模量 其原理是利用与不同柔软度物体接触面积不同所产生的电压信号幅度差异 结合力学赫兹接触理论[3] - 此前研究已实现材料种类识别率99.4%、材料软硬度识别率100%的准确率 并制作出单个触感器在5毫米级的阵列集成[3] - 团队通过将皮秒紫外激光精密加工与高精度3D打印等尖端制造技术进行创新融合 成功将单个触感器尺寸从5毫米缩小至0.35毫米 完成了亚毫米级分辨率双模态智能触觉传感器的关键跨越[5] 研发挑战与过程 - 传感器阵列需做到“平面与曲面的精密结合” 要将上百个微米级的传感单元排列整齐 每个单元独立连接压电与摩擦电两层信号线 总计两百余根导线且不能互相串扰 工艺难度极大[4] - 仅为了找到适合制造微柱阵列基底的材料 团队就迭代了十几种配方 从热固化到光固化 经历了上百次失败[4] - 港科大（广州）的跨学科环境为研发提供了关键支撑 团队通过与人工智能、智能制造等学域的师生紧密合作 不断优化传感器设计[5] 应用前景 - 最直接的应用是高安全性产品的溯源与防伪 可在产品表面制作肉眼无法识别的微小软硬度差异作为独特的“物理指纹” 实现极难仿造的真伪验证[5] - 在智能家居与工业分拣领域 机器人将能实现“择优而取” 例如从一堆水果中精准挑出成熟度最佳的一颗[5] - 医疗健康是另一个充满前景的方向 将该技术集成于内窥镜等医疗器械 通过感知身体内部组织硬度的细微差异 可为肿瘤等疾病的早期诊断提供触觉线索[6] - 团队下一步计划在基础研究上向感知滑动、三维力等更复杂的触觉维度深化 在技术转化上积极寻求与产业界的合作[6]