英国伦敦玛丽女王大学发明变色触觉传感器
2026-07-05 14:05
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维度网讯,英国伦敦玛丽女王大学工程与材料科学学院博士后研究员贾科莫·萨索(Giacomo Sasso)发明了一种基于力致变色材料的触觉传感器,可将不可见的机械力转化为动态彩色图案,实现高分辨率接触、应变和压力图谱的即时呈现。团队已成功捕捉到指纹脊线,展示了该传感器超高的分辨率能力。

触觉传感器

当压力施加到柔软的传感表面时,材料会产生空间变化的结构色,利用标准相机即可实时捕捉,无需复杂的重建算法。该技术可用于精密制造领域,开发出能精细组装微尺度元件的机器人夹爪,每个细微的力变化都实时可见。在医疗领域,外部假肢可获得更丰富的触觉感知,手术系统也能通过颜色响应读取精细压力信号,辅助区分健康组织与异常组织。

与传统触觉传感器依赖嵌入式传感器阵列不同,新系统将传感功能直接集成在材料中,机械相互作用被转化为颜色场,仅需低成本USB相机即可读取数据。团队展示了该领域首个实时解决方案。贾科莫·萨索表示,人类手部拥有超过10000个机械感受器,现有技术难以实现同等密度的传感器阵列;该项目将传感功能转移至材料本身,简化了系统架构并生成了丰富的压力图谱。

来自意大利佛罗伦萨大学、的里雅斯特大学和特伦托大学的项目合著者一致认为,信息的优势在于已经包含在光信号中,无需重建触觉,可直接观察。詹姆斯·巴斯菲尔德(James Busfield)教授表示:“你不再重建触觉,而是直接观察它。”该项目旨在解决基于视觉的触觉传感中长期存在的权衡问题:高分辨率系统计算负担大,快速系统则牺牲空间细节。该研究融合了软机器人和材料科学领域,依托佛罗伦萨大学费德里科·卡尔皮(Federico Carpi)教授和巴斯菲尔德教授的合作,将力致变色材料作为新的研究方向,使材料本身成为传感介质,直接将机械相互作用编码为可见光信号,而非依赖微电子元件解读形变。

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