近日，中國科學技術大學副教授董二寶課題組聯(lián)合香港城市大學副教授于欣格團隊，在《國家科學評論》（National Science Review）上在線發(fā)表了題為A tactile perception method with flexible grating structural color的研究論文。該研究提出了基于柔性光柵結構色的觸覺感知新方法，在觸覺傳感器的觸點定位分辨率和力識別精度等綜合性能方面實現(xiàn)了突破，展現(xiàn)出廣闊的應用前景。

觸覺傳感器是機器人執(zhí)行復雜精細操作的關鍵核心部件之一。近年來，隨著機器視覺技術發(fā)展，基于視覺識別原理的觸覺傳感器（又稱視觸覺傳感器）成為觸覺感知領域的重要研究方向�，F(xiàn)有的視觸覺傳感器依賴幾何光學信息或標記跟蹤技術，其觸點力位識別感知的分辨率和精度受到制約。

該團隊受仿生結構色現(xiàn)象啟發(fā)，創(chuàng)新性地采用柔性光柵薄膜在白光照射下形成的結構色圖案作為觸覺表征信息，并結合深度學習算法進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了接觸點的高靈敏、高分辨率感知。實驗結果表明，這種基于柔性光柵結構色的視觸覺感知方法能夠充分利用結構色圖案中蘊含的豐富觸覺表征信息，在觸點定位的空間分辨率和法向力識別精度方面優(yōu)于當前的視觸覺感知技術，并在綜合性能方面得到提升。

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基于柔性光柵結構色的觸覺感知方法示意圖

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該觸覺感知方法的擴展應用原型示例

這一基于柔性光柵結構色的觸覺感知方法展現(xiàn)了優(yōu)異的可拓展適用性。該團隊基于核心組件的模塊化設計，進一步開發(fā)了面向三種典型場景應用的傳感器原型：一款高靈敏度振動傳感器，能夠精準檢測低頻振動信號；一款仿生觸須傳感器，能夠靈敏感知低頻振動和氣流擾動；一套具備環(huán)向三維接觸感知能力的內窺鏡觸覺傳感系統(tǒng)。

進一步，實驗驗證了這一觸覺感知方法在機器人感知、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療器械等領域的應用潛力，為智能感知技術發(fā)展提供了新的研究思路和技術途徑。

研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

論文鏈接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwae413/7901371