“基于光電原理的三維觸覺電子皮膚”入選2024世界機器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果
日前,2024世界機器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果評選結(jié)果揭曉,中國科學(xué)院自動化研究所程龍研究員課題組開發(fā)的“基于光電原理的三維觸覺電子皮膚”入選2024世界機器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果。 
柔性觸覺電子皮膚可用于機器人、醫(yī)療康復(fù)、體育運動、人機協(xié)作等領(lǐng)域,而現(xiàn)有傳感器存在靈敏度低、穩(wěn)定性差的問題,無法滿足人機交互系統(tǒng)中對交互力的可靠獲取。為提升傳感器的性能,課題組提出了一種光電式柔性三維觸覺傳感器,該傳感器與同類型傳感器相比具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗過載能力強的優(yōu)點。經(jīng)過陣列化,傳感器可以實現(xiàn)2000個觸點的觸覺壓力檢測,單個觸點間距可以達(dá)到3mm。舉例來說,該傳感器安裝在機械臂末端可以識別一滴水(約0.05g)引起的觸覺切向力變化,且可以經(jīng)受汽車(約1.5t)碾壓而不損壞,制作的電子皮膚可以檢測到蒼蠅運動引起的重量變化。
基于該檢測原理,團隊開發(fā)出一系列壓力/觸覺感知傳感器(如下圖所示),包括用于介入磁控導(dǎo)絲機器人的微型壓力傳感器,最小檢測壓力小于0.01N;接近/觸覺感知雙模態(tài)陣列傳感器,可同時用于非接觸操控和壓力檢測;高密度、大面積觸覺感知電子皮膚,陣列觸點間距3mm,觸點總數(shù)可達(dá)2025個。
世界機器人大賽(World Robot Contest)由中國電子學(xué)會主辦,由選拔賽(WRCT)、錦標(biāo)賽(WRCC)、總決賽(WRCF)組成,大賽自2015年起已成功舉辦了9屆,共吸引了全球20余個國家近30萬名選手參賽,被廣泛贊譽為機器人界的“奧林匹克”。

課題組研制的觸覺電子皮膚
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