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基于石墨烯的传感器可改善机器人触觉
示意图显示了机器人操纵器上的传感器和传感阵列中使用的材料。图来自多尺度结构小型化 3D 力传感器。根据 CC BY 4.0 许可证复制。机器人的视觉和运动能力越来越强，但触觉仍然是它们的主要弱点之一。现在，研究人员开发出了一种微型触觉传感器 [...]
来源:Robohub示意图显示了机器人操纵器上的传感器和传感阵列中使用的材料。图来自多尺度结构的小型化3D力传感器。根据 aCC BY 4.0 许可证复制。
机器人的视觉和运动能力越来越强，但触觉仍然是它们的主要弱点之一。现在，研究人员开发出了一种微型触觉传感器，可以让机器人的触觉更接近人类的触觉。
该技术由剑桥大学的研究人员开发，基于液态金属复合材料和石墨烯（一种二维形式的碳）。 “皮肤”不仅可以让机器人检测它们按压物体的力度，还可以检测施加力的方向、物体是否滑动，甚至表面的粗糙度，其尺度小到足以与人类指尖的空间分辨率相媲美。他们的研究结果发表在《自然材料》杂志上。
人类的手指依靠多种类型的机械感受器来同时感知压力、力、振动和纹理。在人工系统中再现这种水平的多维触觉感知是一项重大挑战，特别是对于既小又耐用且足以实际使用的设备。
“大多数现有的触觉传感器要么体积太大、太脆弱、制造起来太复杂，要么无法准确地区分法向力和切向力，”该研究的领导者、剑桥石墨烯中心的 Tawfique Hasan 教授说道。 “这是实现真正灵巧的机器人操作的主要障碍。”
为了克服这个问题，研究团队开发了一种柔软、灵活的复合材料，将石墨烯片、可变形金属微滴和镍颗粒结合在一起，嵌入有机硅基质中。
结果是触觉传感器足够灵敏，可以检测到一粒沙子。与现有的柔性触觉传感器相比，新设备将尺寸和检测极限提高了大约一个数量级。